Несимметрия напряжений
— неравенство фазных и междуфазных напряжений во всех элементах тяговых сетей, вызванное несимметрией токов. Наибольшей Н. и. оказывается на шинах несимметричных приёмников электроэнергии (на шинах 27,5 кВ тяговых подстанций). Любую несимметричную трёхфазную систему фазных напряжений в общем случае можно разложить на три трёхфазные симметричные системы напряжений — прямой, обратной и нулевой последовательностей.
Схемы соединения обмоток трансформаторов тяговых подстанций (ТТП) на переменном токе выбирают так, чтобы исключить появление симметричных составляющих напряжений нулевой последовательности. Степень несимметрии фазных или междуфазных напряжений оценивают коэф. , равным отношению модуля вектора напряжения обратной последовательности к модулю вектора напряжения прямой последовательности (либо к значению соответствующего номин. фазного или междуфазного напряжения). При питании тяговых нагрузок от трёхфазных ТТП возникающая на шинах 27,5 кВ Н. и. не является опасной для ЗЯС (кроме случая, когда на одном из плеч питания тяговой подстанции напряжение превысит максимально допустимое значение — 29 кВ), но представляет опасность для нагрузок собственных нужд подстанций, нетяговых потребителей, получающих питание от системы два провода — рельс (ДПР), и потребителей, подключённых к «районной» обмотке ТТП. Первичные обмотки трансформаторов собственных нужд присоединяют к шинам 27,5 кВ, при этом несимметрия напряжений, возникающая на шинах 27,5 кВ, вызывает появление Н. и. в сетях 380/220 или 220/127.
Наиболее чувствительны к Н. и. осветилельные приборы и асинхронные электродвигатели. Для любого приёмника электроэнергии допустим коэф. av2 < 0,02. На шинах 27,5 кВ коэф. aVl может существенно превышать это значение. При большой степени Н. и. световой поток осветительных приборов, работающих на пониженном напряжении, уменьшается. При повышенном напряжения приборы работают с перегрузкой, что резко сокращает срок их службы. Асинхронные электродвигатели при значительном коэф. av2 (до ОД) перегреваются под действием токов обратной последовательности, возникающих в статоре а роторе. Это ведёт к ускоренному старению изоляции обмоток и сокращению срока службы электродвигателей. При ctv.2>0,l, кроме того, заметно снижается создаваемый электродвигателями вращающий момент. Н. и. отрицательно влияет на работу управляемых и неуправляемых статических преобразователей, электродуговых печей и др. приёмников электроэнергии.
Несимметрия напряжений в системе ДПР в значительной степени определяется Н. и. на шинах 27,5 кВ тяговых подстанций, от которых она получает питание. Н. и. в системе ДПР возникает также вследствие неравенства сопротивлений её фаз. Кроме того, в проводах двух фаз, подвешенных вблизи от проводов контактной подвески, наводятся значительные напряжения. В зависимости от характера тяговых нагрузок, мощности нагрузок системы ДПР и схем их подключения к тяговой подстанции результирующее значение коэф. cty2 может достигать 0,06—0,12. На большинстве подстанций переменного тока для питания районных нагрузок устанавливают трёхобмоточные ТТП (с «районной» обмоткой), что создаёт Н. и. на этой обмотке и на шинах всех приёмников электроэнергии, получающих питание от неё.
Снижение Н. и. на подстанциях осуществляют путём применения ёмкостной компенсации, для чего устанавливают нерегулируемые и регулируемые устройства поперечной компенсации и устройства продольной компенсации. Присоединение тяговой подстанции к сети внеш. электроснабжения осуществляется так, чтобы при фазировке разгруженные, опережающие и отстающие фазы чередовались, в результате чего несимметрия токов и напряжений в сети электроснабжения снижается.
Рубрики