Курсовая работа: Електромережі та електрообладнання
Режим трифазної системи симетричний при відсутності пульсуючої потужності, тобто коли в системі існують напруги і струми тільки прямої послідовності. Тому всі методи попередження несиметрії (симетрування) спрямовані на компенсацію зазначеної потужності, тобто на зменшення симетричних складових зворотної і нульової послідовностей. Розрізняють внутрішнє і зовнішнєсиметрування. (При внутрішньому симетруванні несиметричне (однофазне) навантаження розподіляється між фазами по можливості рівномірно, що зменшує, таким чином, її вплив на систему. Цей метод застосовують для зменшення несиметрії тягових навантажень електрифікованих залізниць, коли різні тягові підстанції підключаються до фаз системи за «гвинтовом» закононом. Досягти повної симетрії методом внутрішнього симетрування вдається надзвичайно рідко, оскільки сумарне навантаження в загальному випадку все ж таки залишаються несиметричним.
Під зовнішнім розуміють штучне симетруванняз застосуванням різних пристроїв, підключених до трифазної мережі так, щоб струми в трифазному джерелі і мережі були симетричними і створювали систему прямої послідовності. Таке симетруванняодержало широке поширення і може бути виконано різними способами.
3.1 Підключення до недовантажених фаз додаткових опорів для
симетр уван ня сумарного навантаження
Це простий, але неекономічний спосіб, оскільки веде до значних втрат енергії в зазначених опорах. Крім того, для його здійснення при наявності несиметричних навантажень з різними параметрами необхідно мати значний арсенал додаткових опорів. Усе ж таки цей спосіб іноді рекомендують застосовувати для захисту турбогенераторів при обриві однієї з фаз.
3.2 Застосування багатофазної схеми випрямлення струму
наприклад, схеми Лар і онова)
Таке симетрування можна здійснити, коли однофазне навантаження може нормально працювати при харчуванні від джерела постійного струму. Недоліком цього способу є те, що вищі гармоніки, обумовлені схемою випрямлення проникають у мережу, спотворюють форму кривих струмів і напруг і приводять до збільшення втрат енергії в електроустаткуванні.
Застосування преосвітнього агрегату «трифазний двигун — однофазний генератор». Такий спосіб зв'язаний зі значними витратами встановлених потужностей і втратами енергії (до 25%).
3.3 Симетрування за допомогою фазових зрівнювачів
Струми зворотної послідовності, викликані несиметричним навантаженням, компенсуються за допомогою синхронних машин, що створюють не- обхідну для цього систему е.р. с. зворотної послідовності. Електромагнітні фазові зрівнювачі не одержали широкого поширення через велику вагу (12—14 кг/ква) і габаритів, а також складності конструкції і невисокої надійності. В даний час їх пропонують використовувати для комплексного рішення проблеми симетрування й усунення коливань напруги, викликаних дуговими сталеплавильними печами.
3.4 Використання симетр уючого ефекту трифазних асинхронних
двигунів
Якщо трифазний двигун приєднаний до системи з несиметричним навантаженням, він прагне відновити симетрію системи. Для цього випадку справедливе вираження
eu = 
=
· 
, (5)
де Z — опір лінії між джерелом харчування і місцем приєднання несиметричного навантаження; Z’Д , Z’’Д — опір двигуна прямої і зворотної послідовностей; U’Н , U’’Н — напруга на навантаженні прямої і зворотної послідовностей.
З рівняння видно, що асинхронний двигун прагне зменшити несиметрію, оскільки Z’’Д <<Z’Д . При цьому струми зворотної послідовності, обумовлені навантаженням і двигуном, мають практично протилежні знаки:
-
=
+1. (6)
У сумі вони зменшують результуючий струм зворотної послідовності в лінії. Максимальний симетруючий ефект створюють двигуни з мінімальним опором зворотної послідовності. З рівнянь (5) і (6) ясно, що при Z’’Д ® О несиметрія напруг і струмів також прагне до нуля.
Недолік цього способу полягає в тому, що асинхронні двигуни повинні працювати зі значним недовантаженням, тому що в противному випадку вони можуть вийти з ладу внаслідок перегріву.
3.5 С иметр ув ан н я за допомогою введення системи додаткових е . р .с.
Для зниження несиметрії вводиться система додаткових е.р. с., що може бути отримана або за рахунок пофазноїрізниців коефіцієнтах трансформації, або за рахунок спадання напруги від струмів навантаження в пофазно різних додаткових опорах. Цей метод застосовується найчастіше для компенсації подовжньої несиметрії.
3.6 С иметр ув ан н я струмів при роботі трансформаторів двома
фазами
Цей спосіб призначений для симетрування струмів генератора при його роботі на мережу високої напруги через неповну трансформаторну групу, а також при передачі енергії по двох проводах з використанням землі як третій провід. Він полягає 
в тому, що на стороні трикутника трансформатора 
, що працює з боку зірки двома фазами, включається додатковий оп￮ір у той з лінійних проводів, до якого підключені обмотки двох обтічних струмів фаз трансформатора. Замість додаткового опору можна використовувати однофазний трансформатор, вторинна обмотка якого закорочена. У цьому випадку в схему вводиться опір розсіювання додаткового трансформатора. Відомо, що несиметрія струмів генератора може бути значно зменшена при рівнобіжній роботі неповної трансформаторної групи з однієї чи декількома повними групами.
3.7 Застосування несиметричних трьохфазно-двохфазних
трансформаторів
Дозволяє здійснювати симетрування режиму тільки при наявності двох рівних по величині і фазі навантажень. Компенсація пульсуючої потужності за допомогою статичних СУ — найбільш розповсюджений спосіб симетрування. Він полягає в тому, що СУ, підключене до системи, створючи в останій пульсуючу потужність, рівну по величині і протилежну по фазі пульсуючої потужності, обумовленою несиметричним навантаженням. Розрізняють схеми СУ з електричними й електромагнітними зв'язками. У залежності від технічної допустимості й економічної доцільності СУ можуть бути регульованими і нерегульованими. У даній роботі цьому способу приділена найбільша увага.
Якуже відзначалося вище, для цілей симетрування можуть бути також використані засоби, що маються в системі. Так, наприклад, якщо конденсатори, призначені для підвищення значення коефіцієнта потужності, підключити несиметрично між фазами мережі, вони можуть цілком чи частково ліквідувати несиметрію. З цією ж метою можуть бути використані установки подовжньої компенсації, конденсатори фільтрів тягових підстанцій і т.д. Несиметрію можна також знизити за допомогою збільшення потужності системи й інших способів, на яких ми тут не зупиняємося, тому що вони є або різновидом способів, розглянутих вище, або застосовуються дуже обмежено.