任何原因引起電力系統三相對稱（正常運行狀況）性的破壞，均稱為不對稱運行。
基本介紹
- 中文名：不對稱運行
- 外文名：Asymmetric operation
- 含義：電力系統三相對稱性的破壞
- 特殊情況：非全相運行
- 例如：各相阻抗對稱性的破壞
危害,
危害
- 任何原因引起電力系統三相對稱(正常運行狀況)性的破壞,均稱為不對稱運行。如各相阻抗對稱性的破壞,負荷對稱性的破壞,電壓對稱性的破壞等情況下的工作狀態。非全相運行是不對稱運行的特殊情況。 不對稱運行產生的負序、零序電流會帶來許多不利影響。 電力系統三相阻抗對稱性的破壞,將導致電流和電壓對稱性的破壞,因而會出現負序電流,當變壓器的中性點接地時,還會出現零序電流。 當負序電流流過發電機時,將產生負序旋轉磁場,這個磁場將對發電機產生下列影響: ⑴發電機轉子發熱; ⑵機組振動增大; ⑶定子繞組由於負荷不平衡出現個別相繞組過熱。 不對稱運行時,變壓器三相電流不平衡,每相繞組發熱不一致,可能個別相繞組已經過熱,而其它相負荷不大,因此必須按發熱條件來決定變壓器的可用容量。 不對稱運行時,將引起系統電壓的不對稱,使電能質量變壞,對用戶產生不良影響。對於異步電動機,一般情況下雖不致於破壞其正常工作,但也會引起出力減小,壽命降低。例如負序電壓達5%時,電動機出力將降低10∽15%,負序電壓達7%時,則出力降低達20∽25%。 當高壓輸電線一相斷開時,較大的零序電流可能在沿輸電線平行架設的通信線路中產生危險的對地電壓,危及通訊設備和人員的安全,影響通信質量,當輸電線與鐵路平行時,也可能影響鐵道自動閉鎖裝置的正常工作。因此,電力系統不對稱運行對通信設備的電磁影響,應當進行計算,必要時應採取措施,減少干擾,或在通信設備中,採用保護裝置。 繼電保護也必須認真考慮。在嚴重的情況下,如輸電線非全相運行時,負序電流和零序電流可以在非全相運行的線路中流通,也可以在與之相連線的線路中流通,可能影響這些線路的繼電保護的工作狀態,甚至引起不正確動作。此外,在長時間非全相運行時,網路中還可能同時發生短路(包括非全相運行的區內和區外),這時,很可能使系統的繼電保護誤動作。 此外,電力系統在不對稱和非全相運行情況下,零序電流長期通過大地,接地裝置的電位升高,跨步電壓與接觸電壓也升高,故接地裝置應按不對稱狀態下保證對運行人員的安全來加以檢驗。 不對稱運行時,各相電流大小不等,使系統損耗增大,同時,系統潮流不能按經濟分配,也將影響運行的經濟性。如各相阻抗對稱性的破壞,負荷對稱性的破壞,電壓對稱性的破壞等情況下的工作狀態。非全相運行是不對稱運行的特殊情況。
- 不對稱運行對發電機的危害眾所周知,發電機是根據三相電流平衡對稱的工況下長期運行的原則設計製造的。當三相電流對稱時,其所合成的旋轉磁場與轉子是同方向且轉速相等的,即旋轉磁場相對於轉子來說是靜止的,旋轉磁場的磁力線不會切割到轉子。當三相電流不對稱時,即在發電機中會有正序、負序、零序三組對稱分量電流產生,其值疊加後可能促使發電機的相電流超出額定值,因而加大了發電機的溫升值。另外,正、負序電流分量都會在發電機三相繞組中合成旋轉磁場。正序電流分量產生正序旋轉磁場,它與轉子以同方向、同速度旋轉。而負序電流分量產生的負序旋轉磁場,其旋轉方向正好與轉子的旋轉方向相反,所以從巨觀的角度上看,其轉速相對轉子的速度來說則是2倍的同步轉速。這個以2倍同步轉速切割轉子的旋轉磁場,會在轉子鐵心的表面、槽楔、轉子繞組以及轉子其他金屬部件中感應產生2倍於工頻的電流,所以其集膚效應很強,將使轉子表面的附加損耗急劇增加(該損耗值的大小近似地與負序電流值的平方成正比),這將促使轉子溫升急劇升高。另外,因為水輪發電機的轉子都是採取凸極式結構,使其磁極的縱軸方向與橫軸方向兩者的氣隙大小不一樣,其磁阻也就不一樣,則當負序旋轉磁場對著轉子橫軸附近時,因其氣隙大則其磁阻也大,故磁力線就少,即轉子與定子之間的作用力也就小。當負序旋轉磁場對著轉子縱軸附近時,因其氣隙小則其磁阻也小,故磁力線就多,即轉子與定子之間的作用力也就大。這作用在轉子軸和定子機座上,就使發電機產生100Hz的振動,隨之還會伴生出強烈的噪音,長時間的振動會造成發電機的金屬材料出現疲勞損傷和機械損傷。對轉子採用凸極式結構的水輪發電機來說,因其抗振能力差而其所遭受的振動力矩又很大,所以振動容易使其產生斷裂、器件鬆動等而造成對發電機的破壞。在發電機運行過程中若有負序電流存在時,必將會引起發電機電流和電壓的波形發生畸變,這樣就會使電能質量大為下降。再就是由於負序電流所引起的附加損耗劇增,將使發電機的運行效率大為下降。另外,當發電機處在不對稱工況運行時,若發電機轉子繞組迴路發生斷線故障,則可能引起在勵磁迴路中出現很高的電位,對發電機的安全造成威脅。
