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三相不对称电流动态无功补偿的危害

    动态无功补偿三相电压或电流不对称会对电力系统中的发电、输电、配电设备及用电设备造成一系列的危害。分别叙述如下:

1.增加了线路损耗

    电流通过导线时,由于导线电阻的作用,将在导线上产生功率损耗。当负荷不平衡时,则存在负序及零序电流。它们在流经导线时会在负序和零序阻抗上产生压降,造成电能损耗。不平衡度越大,线路损耗也越大。

2.增加了配电变压器的有功损耗

    对铁心而言,有一个激磁零序电流,它受零序激磁阻抗控制,根据磁路的设计,这一零序激磁阻抗较大,相对地电压的对称会受到影响,中性点会偏移。对三相三柱的磁路而言,零序磁通不能在磁路内形成回路,必须在油箱壁及紧固件内形成回路,而油箱壁及紧固件内的磁通会产生较大的涡流损耗,因而使动态无功补偿变压器的铁损增加。当零序电流过大导致零序磁通过大时,由于中性点漂移过大会引起某些相电压过高而导致铁心饱和,使铁损急剧增加。

3.降低了配电变压器出力

    变压器容量的设计和制造是按照三相负荷平衡条件确定的,其三相绕组结构和性能是一致的,每相额定容量相等,最大允许出力受每相额定容量限制。三相负荷不平衡时,其最大出力只能按三相负荷中最大一相不超过额定容量为限,负荷轻的相就富裕容量,从而使变压器出力降低,而变压器出力降低程度与平衡度有关,不平衡度越大,出力降低程度越大。由于上述规定,限制了接线配电变压器接用单相负荷的容量,也影响了变压器设备能力的充分利用。

4.造成三相电压不对称

    配电变压器是按照三相对称运行设计制造的,各相绕组的电阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。三相负荷平衡时变压器内部压降相同,其输出电压是对称的。动态无功补偿三相负荷不平衡时,各相电流不一致,中性线有电流通过,三相四线制线路中,中性线截面一般为线截面积的一半,具有较大的阻抗压降,从而使中性点位移,各相电压发生变化,造成三相电压不平衡,三相负荷不平衡度越大,三相电压不平衡程度越严重。

5.影响电动机输出功率,并使绕组温度升高

    三相负荷不平衡造成的三相电压不对称,将在感应电动机定子中产生逆序旋转磁场,电动机在正、逆两序旋转磁场的作用下运行。由于正序旋转磁场比逆序旋转磁场强,所以电动机旋转方向不变，但由于转子逆序阻抗小,因此逆序电流大。逆序磁场、逆序电流将产生较大的制动力矩,使电动机动态无功补偿输出功率降低,绕组温度升高,危及电动机安全运行。

6.引起以负序分量为启动元件的多种保护发生误动作(特别是电网中同时存在谐波时),这对电网安全运行是有严重威胁的。


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