Влияние несимметрии на работу различных ЭП

n В случае наличия токов обратной и нулевой последовательности увеличиваются суммарные токи в отдельных элементах сети, и появляется ток в нулевом проводе, что приводит к увеличению суммарных потерь мощности (энергии) не только в нем, но и во всей сети и может быть недопустимо с точки зрения нагрева.

n Отметим, что значительные токи нулевой последовательности, протекающие через нулевой проводник, сечения которого обычно меньше чем в фазных проводах, могут вызвать его сильный нагрев. Зафиксирован ряд случаев возникновения пожаров в зданиях из-за перегрева нулевых проводников, сечение которых составляло 25 или 50 % фазного провода.

 

Влияние несимметрии на работу АД

n В электродвигателях, кроме отрицательного влияния несимметричных напряжений, возникают магнитные поля, вращающиеся встречно вращению ротора.

n Качественно отличается действие несимметричного режима от симметричного у таких распространенных трехфазных ЭП, как асинхронные двигатели (АД).

n Сопротивление обратной последовательности АД примерно в 5 раз меньше сопротивления прямой последовательности. Поэтому даже небольшая несимметрия напряжений вызывает значительные токи обратной последовательности, что ведет к дополнительному нагреву статора и ротора.

 

Влияние несимметрии на работу АД

n В асинхронных электродвигателях переменного тока направление вращения поля обратной последовательности противоположно вращению полю прямой последовательности.

n В связи с этим при наличии несимметрии сети суммарное вращение магнитного поля становится эллиптическим вместо круглого.

Из рис. видно, что в зоне нормального режима работы (почти прямого участка кривой Td) значения Ti и Th отрицательны. Эти характеристики можно измерить при соответствующем подсоединении привода.

Кривые крутящий момент-скорость индукционного электропривода при несимметричном питании.

 

Влияние несимметрии на работу АД

n Особенности крутящего момента изменившегося в связи с наличием несимметричного напряжения в сети влияют на работу электропривода.

n Во-первых, привод не может развить полный крутящий момент, поскольку противоположная направленность момента, образующегося по отрицательной последовательности, уменьшает величину крутящего момента нормального вращения магнитного поля.

n Во-вторых, подшипники могут получить механические повреждения наведенными компонентами крутящего момента на частоте, двукратно превышающей частоту системы.

 

Влияние несимметрии на работу различных ЭП

n При несимметрии напряжений сети в синхронных машинах наряду с возникновением дополнительных потерь активной мощности и нагревом статора и ротора могут возникнуть опасные вибрации в результате появления знакопеременных вращающих моментов и тангенциальных сил, пульсирующих с двойной частотой сети.

n Все это в итоге приводит к ускоренному старению изоляции и уменьшению располагаемой мощности двигателя.

n Общее влияние несимметрии напряжений на электрические машины, включая трансформаторы, выливается в значительное снижение срока их службы.

n Например, при длительной работе с коэффициентом несимметрии по K_2U = 2...4 %, срок службы электрической машины снижается на 10...15 %, а если она работает при номинальной нагрузке, срок службы снижается вдвое.

 

Влияние несимметрии на работу различных ЭП

n При постоянном протекании токов нулевой последовательности через заземлители последние высушиваются, а их сопротивление увеличивается.

n Это отрицательно воздействует на работу систем релейной защиты и железнодорожной блокировки, что может привести к очень тяжелым последствиям.

n Несимметрия напряжений значительно ухудшает режимы работы многофазных вентильных выпрямителей из-за значительного увеличения пульсации выпрямленного напряжения, ухудшаются условия работы систем импульсно-фазового управления тиристорных преобразователей.