電網中不對稱模式的原因

對稱三相電壓系統的特點是所有三相的電壓幅值和相位相同。在非對稱模式下，不同相位的電壓不相等。

電網中的不對稱模式的出現是由於以下原因：

1）不同階段負載不均，

2) 線路或網絡中其他元素的不完整操作，

3）不同階段的線路參數不同。

大多數情況下，電壓不平衡的發生是由於相負載的不平等。由於電壓不平衡的主要原因是相位差（負載不平衡），這種現像在0.4kV的低壓電網中最為典型。

在0.4kV城鄉電網中，電壓不對稱主要是由於接入單相照明和小功率家用電器造成的。這種單相電力消耗者的數量很大，它們必須均勻分佈在各相上以減少不平衡。

在高壓網絡中，不對稱通常是由強大的單相電接收器的存在引起的，在某些情況下，三相電接收器的相位消耗不均勻。後者包括用於煉鋼的電弧爐。工業電網0.38-10kV不對稱的主要來源是單相熱力裝置、礦熱爐、感應熔煉爐、電阻爐和各種加熱裝置。另外，非對稱受電器是不同功率的焊機。電氣化交流鐵路運輸的牽引變電站是不對稱的強大來源，因為電力機車是單相電力接收器。目前單個單相電接收器的功率達到幾兆瓦。

有兩種類型的不對稱：系統的和概率的或隨機的。系統不對稱是由其中一相的非均勻恆定過載引起的，概率不對稱對應於非恆定負載，其中不同相位根據隨機因素在不同時間過載（週期性不對稱）。

網絡元件的不完全運行是由於短路期間一相或兩相的短期斷開或階段維修期間的較長斷開引起的。單條線路可配備相控裝置，在自動重合閘操作因持續短路而失敗的情況下斷開線路的故障相。

大多數穩定的短路是單相的。在這種情況下，損壞相位的中斷會導致線路的其他兩相保持運行。

在具有接地中性點的網絡中 電源 可以接受相位不完整的線路，並允許您放棄線路上第二個電路的構建。變壓器關閉時也會出現半相模式。

在某些情況下，對於由單相變壓器組成的組，在一相緊急停機的情況下，可能可以接受兩相供電。在這種情況下，不需要安裝備用相，特別是如果變電站變壓器有兩組單相。

例如，在沒有沿線換位或其延長周期的情況下，會發生相線參數的不等式。 Transpose 支持不可靠並且是崩潰的根源。減少沿線換位支架的數量可減少其損壞並提高可靠性。在這種情況下，線性相位參數的對齊會惡化，為此通常應用轉置。

電壓和電流不平衡的影響

逆序和零序電壓和電流U2、U0、I2、I0的出現導致額外的功率和能量損失，以及網絡中的電壓損失，從而惡化其運行方式和技術經濟指標。反向和零序的電流 I2、I0 增加了網絡縱向分支中的損耗，以及相同序列 - 橫向分支中的電壓和電流。

U2和U0的疊加導致不同相的附加電壓偏差不同。結果，電壓可能超出範圍。I2 和 I0 的疊加導致網絡元件各個相中的總電流增加。同時，它們的加熱條件惡化，生產率下降。

這種不平衡會對旋轉電機的運行和技術經濟特性產生負面影響。定子中的正序電流產生 磁場在轉子的旋轉方向上以同步頻率旋轉。定子中的負序電流產生一個磁場，該磁場以雙倍同步頻率沿相反的旋轉方向相對於轉子旋轉。由於這些雙頻電流，制動電磁轉矩和額外的加熱（主要是轉子）出現在電機中，這導致絕緣壽命的縮短。

在異步電機中，額外的損耗發生在定子中。在某些情況下，在設計中，如果不採取特殊措施來平衡電壓，則需要提高電動機的額定功率。

在同步電機中，除了定子和轉子的額外損耗和發熱之外，還會開始出現危險的振動。由於不平衡，變壓器絕緣壽命縮短，同步電動機和電容器組減少無功功率的產生。

照明負載供電電路中的電壓不平衡導致一相（相）燈的光通量下降，另一相光通量增加，從而降低了燈管的壽命。不平衡影響單相和兩相電接收器作為電壓偏差。

工業網絡不對稱造成的常見損害包括額外的電力損失成本、資本成本中的改造扣除額增加、技術損害、安裝在電壓降低的相位上的燈的光通量下降造成的損害以及安裝在電壓增加的相位上的燈的壽命，由於電容器組和同步電動機產生的無功功率減少而導致的故障。

電壓不平衡的特徵是電壓的負序係數和電壓的零比，其正常和最大允許值為2%和4%。

平衡網絡電壓歸結為負序電流和電壓補償。

在負載曲線穩定的情況下，可以通過將部分負載從過載相切換到空載相來均衡相負載，從而減少網絡中的系統電壓不平衡。

負荷的合理重新分配並不總能使電壓不平衡係數降低到可接受的值（例如，當部分功能強大的單相電力接收器始終不按技術工作時，以及在預防性和大修期間）。在這些情況下，有必要使用特殊的氣球。

大量巴倫電路是已知的，其中一些是根據負載曲線的性質來控制的。

為了平衡單相負載，電路包括 電感和電容… 負載和與之並聯的電容連接到線路電壓。另外兩個線電壓包括一個電感和另一個電容。

為了平衡兩相和三相不平衡負載，使用三角形連接的電容器組的不等電容電路。有時巴倫與特殊變壓器一起使用， 自耦變壓器.

由於巴倫包含電容器組，因此建議使用模式平衡且生成 Q 值的電路來對其進行補償。用於同步模式平衡和 Q 補償的設備正在開發中。

0.38kV四線製城市電網不平衡度的降低可通過降低零序電流I0和降低網元中的零序電阻Z0來實現。

零序電流I0的減小主要是通過負荷的重新分配來實現的。負載均衡是通過使用所有或部分變壓器在低壓側並聯運行的網絡來實現的。 0.38kV架空線路通常設置在負荷密度較低的地區，零序電阻Z0的降低很容易實現。降低電纜線路 Z0 的可能性，即增加中性線的橫截面，必須通過適當的技術和經濟計算進行具體論證。

配電變壓器繞組的連接方案對電網中的電壓不平衡具有顯著影響。6-10 / 0.4 kV。大多數安裝在網絡中的配電變壓器都是零星（Y / Yo）。此類配電變壓器價格便宜，但零序電阻 Z0 較高。

為減少配電變壓器引起的電壓不平衡，建議採用零星-三角形（D/Yo）或星-鋸齒形（Y/Z）連接方案。最有利於減少不對稱性的是使用 U/Z 方案。具有這種連接的配電變壓器更昂貴並且製造起來非常勞動密集。因此，由於負載的不對稱性和線路的零序電阻Z0，它們必須具有較大的不對稱性。