三相单相网络
在农业中，电能分布在三相网络中，电压通常为 10 kV，带有变压器消耗点。采用这种配电系统时，公用事业向小城镇和低层建筑郊区供电的做法没有发生重大变化。然而，在农村条件下，电力负荷的密度远低于城市，因此现代配电系统在许多情况下导致电线金属的显着超支。
它的严重缺点是电压为 380 V 的重型网络。由于变电站的容量相对较大（平均 63 — 100 kVA），每个变压器服务于相当大的区域，这需要使用大交叉的电线- 电压为 380 V 的网络中的部分。除此之外，金属线的消耗量通常是 10 kV 网络中的 2 - 3 倍。
低压电网的线耗可以通过增加变电站数量、降低平均功率和服务半径来降低。然而，三相变电站是一种相对昂贵的建筑，其成本随着所安装变压器功率的降低而略有下降。因此，将三相网络中变电站的平均功率降低到 40 或 63 kVA 以下会导致变电站总成本的过度增加。因此，这种减少低压网络中电线消耗的方法并不总是经济的。
另一方面，在三相配电中，往往需要为小用户提供3根10kV的网络导线。在这种情况下，根据条件，导线的横截面大于必要的横截面 电压损失，因为它们被选为机械强度方面的最小允许值。结果，在高压网络中消耗了多余的金属。
为克服现有配电系统的不足，采用单相混合三相配电系统。
混合配电系统的本质如下。
1、采用电压为10kV的三相单相混合线路，主线路为三相，所有大线路，包括电力，用电都接在上面。小型用户，主要是照明和家庭负载，由单相 10 kV 支线供电。
2. 小功率单相变电站用于向单相用户供电。
按三相单相混合系统组成的变电站网络近似图如图1所示。
米。 1. 三相单相混合网络示意图示例
从这个图表可以看出，大用户大多 电力负载 有三相电源，小型用户，主要是住宅楼，由单相变电站供电。 单相变压器 包括相间电压。
对比计算表明，采用混合系统与传统的三相系统相比，高低压电线中金属的消耗量可减少25-35%。通过使用混合系统，可以将现有价格和设备类型的网络初始成本降低至仅 5-10%。
在混合系统中构成的高压网络中，单相变压器采用三角形连接，用于 6 或 10 kV 的网络电压，如图 1 所示。
已经证明，在负载不均匀的三相网络中，无论相间负载分布如何，这些负载处的线性电压损耗之和保持不变，即dUab + dUbc + dUca = 常量。
实际上，总是有大量的单相负载连接到网络。可以分配这些负载，使端点的相间电压损失彼此大致相等：dUab ≈ dUbc ≈ dUca
在这种情况下，非均匀负载线路的性能与具有相同参数的三相均匀负载线路的性能相同。在所有其他情况下，性能较低。
显然，在为混合系统设计网络时，需要通过相应地分配负荷，以达到相间电压损失相等的条件。在这种情况下，三相线路中的电压损耗由对称负载的公式确定，并且它们具有可能的最低值。这种情况下的计算大大简化了。
来自 10 kV 网络的单相支路的带宽比具有相同横截面的三相支路的带宽低 2-6 倍。然而，对于小功率变电站，由于机械原因，支线的横截面通常由最小允许值决定。在这种情况下，它们是单相的，分支有两根相同截面的电线而不是三根，金属线的经济性为33%。
根据混合系统的单相低压网络由具有平均导体的三线构成。中间线与末端线之间的电压为220V（图2），末端线之间为440V。中间线的接地方式与380V系统中的零线相同，中性点接地，并且设备的金属部分也连接到它。照明在中线和外线之间接通，电源在外线之间接通。小型 2 kVA 变压器有两个低压输出 — 220 或 127 V。
单相变电站按图2所示示意图实施。
米。 2、单相变电站方案
变压器悬挂在一个简单的 10 kV 中间网络支架上。它们通过安装在相邻支架上的隔离开关连接到高压网络。变压器通过高压熔断器防止短路。
在低压侧，断路器和保险丝安装在一个小盒子里。
电压高达 1 kV 的混合系统线路与传统网络一样运行。如果线路重合，建议用高压线挂在同一个支架上。
在大多数混合系统情况下，通常使用由三相线路供电的三相感应电动机。小功率单相电动机用于只能提供单相电源的地方，例如，田间磨坊中便携式炉床上的风扇电动机，铁路枢纽处的水泵电动机等。通常，此类电机的功率为 1 — 2 kW，很少有 3 — 4 kW。
在单相网络中最好使用带有启动电容器的特殊异步电动机。在没有特殊电机的情况下，您可以使用电压为 380/220 V 的标准三相电动机，其启动装置采用电容器甚至有源电阻的形式。
有源启动电阻的电机在440V电压下的启动转矩约为三相电机额定转矩的0.4倍，相当于单相额定转矩的0.65-1.0倍。
工作机起动转矩大于0.5Mn时，选用功率较大的电机或按容性电路接法。启动容量开启时，电机转矩约等于三相模式下的额定转矩。
当从 10 kVA 变压器供电时，可以启动额定功率在三相模式下高达 4.5 kW 的电机。
由三相电机改装而成的特殊结构的单相电机，价格比同功率的三相电机贵1.5-2倍。然而，与使用混合配电系统构建和运行网络所节省的成本相比，电机成本的增加微不足道。
高压网络中单相和三相功率之间的比率取决于负载的性质及其放置条件。
对于大多数农村地区，电压为10kV的单相高压线路主要有两种情况：
1) 在以住宅建筑为主的大村庄的郊区，
2）作为在不久的将来无法预见电力发展的小型定居点的分离分支。
当在不增加网络成本的情况下显着节省金属线时，应认为使用单相电源在经济上是可行的。通常，在使用单相电路不会导致高压网络长度显着增加的情况下，这种情况是可行的。
I.A.布兹科