电网中不对称模式的原因

对称三相电压系统的特点是所有三相的电压幅值和相位相同。在非对称模式下，不同相位的电压不相等。

电网中的不对称模式的出现是由于以下原因：

1）不同阶段负载不均，

2) 线路或网络中其他元素的不完整操作，

3）不同阶段的线路参数不同。

大多数情况下，电压不平衡的发生是由于相负载的不平等。由于电压不平衡的主要原因是相位差（负载不平衡），这种现象在0.4kV的低压电网中最为典型。

在0.4kV城乡电网中，电压不对称主要是由于接入单相照明和小功率家用电器造成的。这种单相电力消耗者的数量很大，它们必须均匀分布在各相上以减少不平衡。

在高压网络中，不对称通常是由强大的单相电接收器的存在引起的，在某些情况下，三相电接收器的相位消耗不均匀。后者包括用于炼钢的电弧炉。工业电网0.38-10kV不对称的主要来源是单相热力装置、矿热炉、感应熔炼炉、电阻炉和各种加热装置。另外，非对称受电装置是不同功率的焊机。电气化交流铁路运输的牵引变电站是不对称的强大来源，因为电力机车是单相电力接收器。目前单个单相电接收器的功率达到几兆瓦。

有两种类型的不对称：系统的和概率的或随机的。系统不对称是由其中一相的非均匀恒定过载引起的，概率不对称对应于非恒定负载，其中不同相位根据随机因素在不同时间过载（周期性不对称）。

网络元件的不完全运行是由于短路期间一相或两相的短期断开或阶段维修期间的较长断开引起的。单条线路可配备相控装置，在自动重合闸操作因持续短路而失败的情况下断开线路的故障相。

大多数稳定的短路是单相的。在这种情况下，损坏相位的中断会导致线路的其他两相保持运行。

在中性点接地的网络中 电源 可以接受相位不完整的线路，并允许您放弃线路上第二个电路的构建。变压器关闭时也会出现半相模式。

在某些情况下，对于由单相变压器组成的组，在一相紧急停机的情况下，可能可以接受两相供电。在这种情况下，不需要安装备用相，特别是如果变电站变压器有两组单相。

例如，在没有沿线换位或其延长周期的情况下，会发生相线参数的不等式。 Transpose 支持不可靠并且是崩溃的根源。减少沿线换位支架的数量可减少其损坏并提高可靠性。在这种情况下，线性相位参数的对齐会恶化，为此通常应用转置。

电压和电流不平衡的影响

逆序和零序电压和电流U2、U0、I2、I0的出现导致额外的功率和能量损失，以及网络中的电压损失，从而恶化其运行方式和技术经济指标。反向和零序的电流 I2、I0 增加了网络纵向分支中的损耗，以及相同序列 - 横向分支中的电压和电流。

U2和U0的叠加导致不同相的附加电压偏差不同。结果，电压可能超出范围。I2 和 I0 的叠加导致网络元件各个相中的总电流增加。同时，它们的加热条件恶化，生产率下降。

这种不平衡会对旋转电机的运行和技术经济特性产生负面影响。定子中的正序电流产生 磁场在转子的旋转方向上以同步频率旋转。定子中的负序电流产生一个磁场，该磁场以双倍同步频率沿相反的旋转方向相对于转子旋转。由于这些双频电流，制动电磁转矩和额外的加热（主要是转子）出现在电机中，这导致绝缘寿命的缩短。

在异步电机中，额外的损耗发生在定子中。在某些情况下，在设计中，如果不采取特殊措施来平衡电压，则需要提高电动机的额定功率。

在同步电机中，除了定子和转子的额外损耗和发热之外，还会开始出现危险的振动。由于不平衡，变压器绝缘寿命缩短，同步电动机和电容器组减少无功功率的产生。

照明负载供电电路中的电压不平衡导致一相（相）灯的光通量下降，另一相光通量增加，从而降低了灯管的寿命。不平衡影响单相和两相电接收器作为电压偏差。

工业网络不对称造成的常见损害包括额外的电力损失成本、资本成本中的改造扣除额增加、技术损害、安装在电压降低的相位上的灯的光通量下降造成的损害以及减少安装在电压增加的相位上的灯的寿命，由于电容器组和同步电动机产生的无功功率减少而导致的故障。

电压不平衡的特征是电压的负序系数和电压的零比，其正常和最大允许值为2%和4%。

平衡网络电压归结为负序电流和电压补偿。

在负载曲线稳定的情况下，可以通过将部分负载从过载相切换到空载相来均衡相负载，从而减少网络中的系统电压不平衡。

负荷的合理重新分配并不总能使电压不平衡系数降低到可接受的值（例如，当部分功能强大的单相受电器始终不按技术工作时，以及在预防性和大修期间）。在这些情况下，有必要使用特殊的气球。

大量巴伦电路是已知的，其中一些是根据负载曲线的性质来控制的。

为了平衡单相负载，电路包括 电感和电容… 负载和与之并联的电容连接到线路电压。另外两个线电压包括一个电感和另一个电容。

为了平衡两相和三相不平衡负载，使用三角形连接的电容器组的不等电容电路。有时巴伦与特殊变压器一起使用， 自耦变压器.

由于巴伦包含电容器组，因此建议使用模式平衡且生成 Q 值的电路来对其进行补偿。用于同步模式平衡和 Q 补偿的设备正在开发中。

0.38kV四线制城市电网不平衡度的降低可通过降低零序电流I0和降低网元中的零序电阻Z0来实现。

零序电流I0的减小主要是通过负荷的重新分配来实现的。负载均衡是通过使用所有或部分变压器在低压侧并联运行的网络来实现的。 0.38kV架空线路通常设置在负荷密度较低的地区，零序电阻Z0的降低很容易实现。降低电缆线路 Z0 的可能性，即增加中性线的横截面，必须通过适当的技术和经济计算进行具体论证。

配电变压器绕组的连接方案对网络中的电压不平衡具有显着影响。6-10 / 0.4 kV。大多数安装在网络中的配电变压器都是零星（Y / Yo）。此类配电变压器价格便宜，但零序电阻 Z0 较高。

为减少配电变压器引起的电压不平衡，建议采用零星-三角形（D/Yo）或星-锯齿形（Y/Z）连接方案。最有利于减少不对称性的是使用 U/Z 方案。具有这种连接的配电变压器更昂贵并且制造起来非常劳动密集。因此，由于负载的不对称性和线路的零序电阻Z0，它们必须具有较大的不对称性。