[科普中国]-不对称负荷

不对称负荷（unsymmetrical load）是指三相交流电力系统中出现的有初相位差或幅值差，或二者兼而有之的三相电力负荷。

分类根据电工理论，m（m>2）相系统可以分为对称的和不对称的两大类。所谓对称的m相系统，是各相电量（电动势、电压或电流）大小相等而且顺序相邻间的相移等于2 π/ m。对于三相系统，当全部正弦电动势、电压和电流的幅值相同，而且各相之间的相位差均为120°时，称为对称三相系统，否则为不对称三相系统1。

不对称三相系统不对称三相系统主要由以下情况形成：

①配电系统低压单相电气设备不均匀分布在三相上，而且投入和断开时间有很大的随机性。

②大功率的单相高压电气设备的应用，如交流电力机车等。

③系统中各元件的参数不等，如不完全换相的架空线路，其三相阻抗值不相等。

④非全相运行，如单相重合闸时的单相线路断开。

⑤故障时的严重不对称，如单相或两相短路，

⑥设备运行中表现的不对称，如电弧炉在炼钢熔化期内三相负荷经常是不对称的2。

原因不对称负荷是形成不对称系统的主要原因之一，其正序、负序和零序三组分量中的负序电流分量将产生不良影响。负序电流流入发电机后，将在定子绕组中产生同步转速，方向与转子旋转方向相反的旋转磁场，在转子本体、励磁绕组及阻尼绕组中产生两倍基波频率的涡流，产生局部过热，破坏转子的机械强度和绕组的绝缘强度，另外，定子负序电流产生的反向旋转磁场与转子电流作用，在转子上产生两倍频率的脉动转矩，产生振动并伴有噪声。同时，在电力系统内形成的负序电压加到异步电动机端点，将在电机中产生负序电流，使绕组铜损局部增大，引起局部过热,并产生脉动转矩引起振动和噪声。在电力系统继电保护系统中，特别是有负序启动元件时，如果遭受到大量负序（基波）侵入，在谐波的共同作用下，使保护误动，直接或间接引起电力系统的故障。另外，负序对电子设备，如计算机系统也会产生影响。

中国国家标准对负序加以限制，如对公共连接点（pcc）电压不平衡度（负序与正序电压之比）的限值为：5%概率最大值为4%，其余时间最大值为2%。

措施在电力系统和输配电系统的设计和运行中，应尽可能做到三相负荷对称，如对单相负荷应尽量三相搭配平衡，或采取补偿措施。

中国交流电气化铁路是典型的单相负荷，为了减小其牵引负荷引起的负序分量，有以下抑制措施：

①充分利用牵引变电所的换相措施；

②选用产生负序分量较小的牵引变压器，如三相—二相平衡接线主变压器；

③并联无功补偿装置等3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学