Снижение несимметрии напряжения

К снижению несимметрии напряжений приводит уменьшение сопротивления сети токам обратной и нулевой последовательностей либо снижение значений самих токов.

Учитывая, что сопротивления внешней сети (трансформаторов кабелей, линии) одинаковы для прямой и обратной последовательностей, снизить эти сопротивления возможно лишь путем подключения несимметричной нагрузки к отдельному трансформатору.

Основным источником несимметрии являются однофазные нагрузки. При соотношении между мощностью короткого замыкания в узле сети S_K3 к

мощности однофазной нагрузки Sодн коэфициент обратной последовательности обычно не превышает 2% что соответствует требовании ГОСТ 13109—97. Это означает, что снизить несимметрию можно с помощью увеличения S_K3 на зажимах нагрузки. Это достигается, например, подключением мощных однофазных нагрузок на шинах 110-220 кВ через собственный трансформатор.

Снижение систематической несимметрии в сетях 0,4 кВ осуществляется рациональным распределением однофазных нагрузок между фазами с таким расчетом, чтобы сопротивления этих нагрузок были примерно равны между собой

Если несимметрия напряжения не может быть снижена с помощью схемных решений, то применяются специальные устройства, называемые симметрирующими. В качестве таких устройств применяют несимметричное включение конденсаторных батарей (рис. 4.1 а) или специальные схемы симметрирования (рис. 4.1 б) однофазных нагрузок.

Рис. 4.1 Симметрирующие устройства с КБ (а) и специальная схема (б)

Рассмотрим схему симметрирования с помощью КБ, (рис 4.1 а). Здесь сопротивления нагрузки Z_AB ≠ Z_Вc ≠ Z_AC и нагрузка потребляет при этом ток обратной последовательности 1_2н Емкости батареи конденсаторов также не равны друг другу С_АВ ≠ С_ВС ≠ С_СА и батарея генерирует в сеть ток прямой последовательности 1_1КБ и ток обратной последовательности 1_2КБ

_{; (4.1) (4.2)}

Здесь а = е^-j120 Емкости Cab, Свс, Сcа подбирают таким образом,чтобы выполнялось условие:

При этом достигается полная компенсация тока обратной последовательности нагрузки и ток по силовому трансформатору и сети 6-10кВ не протекает. Если однофазная нагрузка изменяется во времени, то во времени будет изменяться и ток I_2Н Поэтому батарею оснащают системой автоматического регулирования, отслеживающей ток I_2Н и переключающей по фазам конденсаторы таким образом, чтобы выполнялось условие 4.3.

Существует несколько методов расчета симметрирующего эффекта КБ и расчетов параметров симметрирующих устройств однофазных нагрузок, включая номограммы. В данном пособии они не приводятся.

Если несимметрия изменяется во времени, то для ее снижения применяются автоматические симметрирующие устройства (СУ). Разработано значительное количество схем СУ и способов их управления. Одна из наиболее распространенных схем СУ представлена на рис. 4.2.

В такой схеме конденсаторы и реакторы набираются из небольших нескольких параллельных групп и подключаются в зависимости от изменения тока или напряжения обратной последовательности. Недостатком схемы является появление дополнительных потерь за счет включения реакторов.

Разработан ряд СУ на базе применения трансформаторов, например, трансформаторов с вращающимся магнитным полем, представляющим собой несимметричную нагрузку, или трансформатором, позволяющим осуществить пофазное регулирование напряжения. Последний позволяет осуществить симметрирование при несимметричной нагрузке и при несимметрии напряжении питающей сети.

Рис. 4.2 Типовая схема СУ

В четырехпроводных электрических сетях 0,4 кВ возникают принесимметричной нагрузке (Z_A ¹ Z_B ¹ Z_С), кроме токов обратной последовательности токи нулевой последовательности I_O (рис. 4.3).

При протекании токов нулевой последовательности по сопротивлениямтрансформатора Z_T, фазного Zф и нулевого Z _N проводов в сети возникают напряжения нулевой последовательности U_O.

Рис. 4.3 Токи нулевой последовательности в четырехпроводных сетях

Из формулы (4.4) видны пути снижения U_o Первый путь - равномерное распределение нагрузки по фазам для снижения I₀. Второе направление -уменьшение сопротивлений Z_T, Z_Ф и Z_o. Сопротивление Z_Ф уменьшают путем увеличения сечения фазного провода. Однако такое мероприятие экономически выгодно проводить, если это требует какие-либо другие причины, например, увеличение пропускной способности линии. Сечение нулевого провода в сетях с большими токами Io рекомендуется применять равным сечению фазного провода. Наибольшим сопротивлением токам нулевой последовательности обладают наиболее распространенные трансформаторы со схемой соединения обмоток Y/Y_o- Эти трансформаторы рекомендуется заменять на трансформаторы со схемами соединения обмоток D/Yo и Y/Zo, имеющими значительно меньшее сопротивление.

Дата добавления: 2015-05-31