15. Причины появления несимметричных режимов. Влияние несимметрии напряжения на работу сэс

Несимметричным режимом системы электроснабжения называют такой режим, при котором условия работы фаз сети оказываются неоди-наковыми. Различают кратковременные и длительные (эксплуатацион-ные) несимметричные режимы. Кратковременная несимметрия обычно связана с аварийными про-цессами в электрических сетях: короткими замыканиями, обрывами про-водов с замыканиями на землю, отключением фазы при однофазном ав-томатическом повторном выключении и т.д. Длительная несимметрия возникает при несимметрии в том или ином элементе электрической сети либо при подключении к системе электроснабжения несимметричных приемников электрической энергии. Такими приемниками являются ос-ветительные приборы, однофазные установки электросварки, индукци-онные и дуговые сталеплавильные печи, установки электрошлакового переплава, электровозы переменного тока и т.д. Мощность таких потре-бителей достигает 5000 кВА и более. В данном учебном пособии рас-сматривается наиболее распространенный на предприятиях случай – длительная несимметрия, вызываемая несимметрией нагрузок.

Генераторы электрической станции ЭС индуцируют трехфазную синусоидальную и симметричную э.д.с. Через передающие устройства электрической системы энергия, вырабатываемая электрической станци-ей, по каналу первой гармоники прямой последовательности (50 Гц) по-ступает к приемникам электроэнергии и распределяется между ними. Несимметричные потребители ИН получают по каналу прямой последо-вательности энергию, которая частично потребляется ими, а частично (меньшая часть) преобразуется в энергию обратной и нулевой последо-вательностей S⁽²⁾ и возвращается обратно в сеть. Токи обратной и нуле-вой последовательностей, протекая по элементам сети, вызывают в них падения напряжения соответственно обратной и нулевой последователь-ностей, которые, складываясь с напряжением прямой последовательно-сти , приводят к возникновению несимметрии напряжений сети. Таким образом, несимметричная нагрузка обладает преобразовательными свой-ствами и генерирует вторичный поток энергии S⁽²⁾ в виде энергии часто-ты 50 Гц обратной и нулевой последовательностей. Активная состав-ляющая вторичного потока мощности теряется в передающих элементах сети и частично потребляется симметричными приемниками электро-энергии.

Составляющие обратной и нулевой последовательностей практи-чески не используются, создают дополнительные потери мощности в электрической сети и ухудшают качество электроэнергии. В осветитель-ных сетях несимметрия напряжения приводит к сокращению срока службы ламп, подключенных к фазе с повышенным напряжением, к снижению к.п.д. и светового потока ламп, подключенных к фазе с пони-женным напряжением. В электродвигателях и трансформаторах токи об-ратной последовательности вызывают дополнительные потери активной мощности, нагрев обмоток и снижение срока их службы. В выпрямите-лях и конденсаторных батареях несимметрия напряжения вызывает сни-жение располагаемой мощности. Усложняется работа инверторов и уст-ройств релейной защиты.