分類
根據電工理論,m(m>2)相系統可以分為對稱的和不對稱的兩大類。所謂對稱的m相系統,是各相電量(電動勢、電壓或電流)大小相等而且順序相鄰間的相移等於2 π/ m。對於三相系統,當全部正弦電動勢、電壓和電流的幅值相同,而且各相之間的相位差均為120°時,稱為對稱三相系統,否則為不對稱三相系統 。
不對稱三相系統
不對稱三相系統主要由以下情況形成:
①配電系統低壓單相電氣設備不均勻分布在三相上,而且投入和斷開時間有很大的隨機性。
②大功率的單相高壓電氣設備的套用,如交流電力機車等。
③系統中各元件的參數不等,如不完全換相的架空線路,其三相阻抗值不相等。
④非全相運行,如單相重合閘時的單相線路斷開。
⑤故障時的嚴重不對稱,如單相或兩相短路,
⑥設備運行中表現的不對稱,如電弧爐在煉鋼熔化期內三相負荷經常是不對稱的 。
原因
不對稱負荷是形成不對稱系統的主要原因之一,其正序、負序和零序三組分量中的負序電流分量將產生不良影響。負序電流流入發電機後,將在定子繞組中產生同步轉速,方向與轉子旋轉方向相反的旋轉磁場,在轉子本體、勵磁繞組及阻尼繞組中產生兩倍基波頻率的渦流,產生局部過熱,破壞轉子的機械強度和繞組的絕緣強度,另外,定子負序電流產生的反向旋轉磁場與轉子電流作用,在轉子上產生兩倍頻率的脈動轉矩,產生振動並伴有噪聲。同時,在電力系統內形成的負序電壓加到異步電動機端點,將在電機中產生負序電流,使繞組銅損局部增大,引起局部過熱,並產生脈動轉矩引起振動和噪聲。在電力系統繼電保護系統中,特別是有負序啟動元件時,如果遭受到大量負序(基波)侵入,在諧波的共同作用下,使保護誤動,直接或間接引起電力系統的故障。另外,負序對電子設備,如計算機系統也會產生影響。
中國國家標準對負序加以限制,如對公共連線點(pcc)電壓不平衡度(負序與正序電壓之比)的限值為:5%機率最大值為4%,其餘時間最大值為2%。
措施
在電力系統和輸配電系統的設計和運行中,應儘可能做到三相負荷對稱,如對單相負荷應儘量三相搭配平衡,或採取補償措施。
中國交流電氣化鐵路是典型的單相負荷,為了減小其牽引負荷引起的負序分量,有以下抑制措施:
①充分利用牽引變電所的換相措施;
②選用產生負序分量較小的牽引變壓器,如三相—二相平衡接線主變壓器;
③並聯無功補償裝置等 。