三相不平衡產(chǎn)生的原因
來(lái)源: 作者:西朗工業(yè)門(mén)技研中心 發(fā)布時(shí)間:2012-01-30 14:13 瀏覽量:303
三相不平衡產(chǎn)生的原因
電力系統三相不平衡可以分為事故性不平衡和正常性不平衡兩大類(lèi)。事故性不平衡由系統中各種非對稱(chēng)性故障引起,比如單相接地短路或兩相相間短路等。事故性不平衡一般需要保護裝置切除故障元件,經(jīng)故障處理后才能重新恢復系統運行。
電力系統在正常運行方式下,供電環(huán)節的不平衡或用電環(huán)節的不平衡都將導致電力系統三相不平衡。電力系統是有發(fā)電、輸電、配電和用電各個(gè)環(huán)節組成的統一整體。其中發(fā)電、輸電和配電又稱(chēng)為供電環(huán)節。供電環(huán)節所涉及的三相元件有發(fā)電機、變壓器和線(xiàn)路等。由于三相發(fā)電機、變壓器等設備通常具有良好的對稱(chēng)性,因此供電系統的不平衡主要來(lái)自于供電線(xiàn)路的不平衡。
當線(xiàn)路的各個(gè)阻抗和導納分別相等時(shí),稱(chēng)該線(xiàn)路處于平衡狀態(tài)。反之,線(xiàn)路處于不平衡狀態(tài)。一般而言,輸電線(xiàn)路的電抗遠遠大于電阻,因此常常忽略輸電線(xiàn)路的電阻。線(xiàn)路的電抗不僅決定于導線(xiàn)的材料、有效截面積以及絕緣介質(zhì)等因素,同時(shí)于三相導線(xiàn)的排列方式有著(zhù)密切的關(guān)系。當三相導線(xiàn)呈等邊三角形排列時(shí),各相導線(xiàn)所交鏈的磁鏈相等,此時(shí)三相電抗相等,三相阻抗也隨之相等。當三相導線(xiàn)呈水平或垂直排列時(shí),兩邊導線(xiàn)所交鏈的磁鏈相等,且大于中間相導線(xiàn)的磁鏈。由于此時(shí)三相導線(xiàn)磁鏈不相同,三相電抗不相同,三相阻抗也隨之不同。通常三相線(xiàn)路的對地導納近似相等,所以三相電抗相等與否直接決定了供電線(xiàn)路平衡與否。對于中性點(diǎn)不接地配電系統中的短距離線(xiàn)路而言,其三相導線(xiàn)多采用水平或垂直排列方式。由于在該排列方式中中間相導線(xiàn)的等值電容往往小于其余兩相的等值電容,所以供電線(xiàn)路中間相導線(xiàn)的導納高于其余兩相的導納,最終導致供電線(xiàn)路處于不平衡狀態(tài)。
用電環(huán)節的比平衡是指系統中三相負荷不對稱(chēng)所引起的系統三相比平衡。三相負荷不對稱(chēng)是系統三相比平衡的最主要因素。產(chǎn)生三相負荷不對稱(chēng)的主要原因是單相大容量負荷(如電氣化鐵路、電弧爐和電焊機等)在三相系統中的容量和電氣位置分布不合理。
使用電能質(zhì)量分析儀可以觀(guān)測到三相不平衡度。