三相不對稱電流動態無功補償的危害
動態無功補償三相電壓或電流不對稱會對電力系統中的發電、輸電、配電設備及用電設備造成一系列的危害。分別敘述如下:
1.增加了線路損耗
電流通過導線時,由于導線電阻的作用,將在導線上產生功率損耗。當負荷不平衡時,則存在負序及零序電流。它們在流經導線時會在負序和零序阻抗上產生壓降,造成電能損耗。不平衡度越大,線路損耗也越大。
2.增加了配電變壓器的有功損耗
對鐵心而言,有一個激磁零序電流,它受零序激磁阻抗控制,根據磁路的設計,這一零序激磁阻抗較大,相對地電壓的對稱會受到影響,中性點會偏移。對三相三柱的磁路而言,零序磁通不能在磁路內形成回路,必須在油箱壁及緊固件內形成回路,而油箱壁及緊固件內的磁通會產生較大的渦流損耗,因而使動態無功補償變壓器的鐵損增加。當零序電流過大導致零序磁通過大時,由于中性點漂移過大會引起某些相電壓過高而導致鐵心飽和,使鐵損急劇增加。
3.降低了配電變壓器出力
變壓器容量的設計和制造是按照三相負荷平衡條件確定的,其三相繞組結構和性能是一致的,每相額定容量相等,最大允許出力受每相額定容量限制。三相負荷不平衡時,其最大出力只能按三相負荷中最大一相不超過額定容量為限,負荷輕的相就富裕容量,從而使變壓器出力降低,而變壓器出力降低程度與平衡度有關,不平衡度越大,出力降低程度越大。由于上述規定,限制了接線配電變壓器接用單相負荷的容量,也影響了變壓器設備能力的充分利用。
4.造成三相電壓不對稱
配電變壓器是按照三相對稱運行設計制造的,各相繞組的電阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。三相負荷平衡時變壓器內部壓降相同,其輸出電壓是對稱的。動態無功補償三相負荷不平衡時,各相電流不一致,中性線有電流通過,三相四線制線路中,中性線截面一般為線截面積的一半,具有較大的阻抗壓降,從而使中性點位移,各相電壓發生變化,造成三相電壓不平衡,三相負荷不平衡度越大,三相電壓不平衡程度越嚴重。
5.影響電動機輸出功率,并使繞組溫度升高
三相負荷不平衡造成的三相電壓不對稱,將在感應電動機定子中產生逆序旋轉磁場,電動機在正、逆兩序旋轉磁場的作用下運行。由于正序旋轉磁場比逆序旋轉磁場強,所以電動機旋轉方向不變，但由于轉子逆序阻抗小,因此逆序電流大。逆序磁場、逆序電流將產生較大的制動力矩,使電動機動態無功補償輸出功率降低,繞組溫度升高,危及電動機安全運行。
6.引起以負序分量為啟動元件的多種保護發生誤動作(特別是電網中同時存在諧波時),這對電網安全運行是有嚴重威脅的。
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