不對稱負荷

根據電工理論，m（m>2）相系統可以分為對稱的和不對稱的兩大類。所謂對稱的m相系統，是各相電量（電動勢、電壓或電流）大小相等而且順序相鄰間的相移等於2 π/ m。對於三相系統，當全部正弦電動勢、電壓和電流的幅值相同，而且各相之間的相位差均為120°時，稱為對稱三相系統，否則為不對稱三相系統 ^[1]  。

不對稱三相系統主要由以下情況形成：

①配電系統低壓單相電氣設備不均勻分佈在三相上，而且投入和斷開時間有很大的隨機性。

②大功率的單相高壓電氣設備的應用，如交流電力機車等。

③系統中各元件的參數不等，如不完全換相的架空線路，其三相阻抗值不相等。

④非全相運行，如單相重合閘時的單相線路斷開。

⑤故障時的嚴重不對稱，如單相或兩相短路，

⑥設備運行中表現的不對稱，如電弧爐在鍊鋼熔化期內三相負荷經常是不對稱的 ^[2]  。

不對稱負荷是形成不對稱系統的主要原因之一，其正序、負序和零序三組分量中的負序電流分量將產生不良影響。負序電流流入發電機後，將在定子繞組中產生同步轉速，方向與轉子旋轉方向相反的旋轉磁場，在轉子本體、勵磁繞組及阻尼繞組中產生兩倍基波頻率的渦流，產生局部過熱，破壞轉子的機械強度和繞組的絕緣強度，另外，定子負序電流產生的反向旋轉磁場與轉子電流作用，在轉子上產生兩倍頻率的脈動轉矩，產生振動並伴有噪聲。同時，在電力系統內形成的負序電壓加到異步電動機端點，將在電機中產生負序電流，使繞組銅損局部增大，引起局部過熱,併產生脈動轉矩引起振動和噪聲。在電力系統繼電保護系統中，特別是有負序啓動元件時，如果遭受到大量負序（基波）侵入，在諧波的共同作用下，使保護誤動，直接或間接引起電力系統的故障。另外，負序對電子設備，如計算機系統也會產生影響。

中國國家標準對負序加以限制，如對公共連接點（pcc）電壓不平衡度（負序與正序電壓之比）的限值為：5%概率最大值為4%，其餘時間最大值為2%。

在電力系統和輸配電系統的設計和運行中，應儘可能做到三相負荷對稱，如對單相負荷應儘量三相搭配平衡，或採取補償措施。

中國交流電氣化鐵路是典型的單相負荷，為了減小其牽引負荷引起的負序分量，有以下抑制措施：

①充分利用牽引變電所的換相措施；

②選用產生負序分量較小的牽引變壓器，如三相—二相平衡接線主變壓器；

③並聯無功補償裝置等 ^[3]  。