中、低压配网系统中三相不平衡带来的危害

发表时间：2017-04-05 浏览次数：0

三相不平衡是指在电力系统中三相电流（或电压）幅值不一致，且幅值差超过规定范围。现代电力电子技术及相关产业的迅猛发展，促使电网和负荷的构成出现了新的变化趋势。大量非线性冲击性负荷和单相负荷的接入和运行，进一步加剧了电网电压波动、闪变、三相不平衡等现象，并严重威胁电网的安全稳定运行。

由于用电户多为单相负荷或单相和三相负荷混用，并且负荷大小不同和用电时间的不同，所以电网中三相间的不平衡电流是客观存在的。其危害主要包括以下几点：

1、增加线路的电能损耗。在三相四线制供电网络中，电流通过线路导线时，因存在阻抗必将产生电能损耗，其损耗与通过电流的平方成正比。当低压电网以三相四线制供电时，由于有单相负载存在，造成三相负载不平衡在所难免。当三相负载不平衡运行时，中性线即有电流通过。这样不但相线有损耗，而且中性线也产生损耗，从而增加了电网线路的损耗。

2、增加配电变压器的电能损耗。配电变压器是低压电网的供电主设备，当其在三相负载不平衡工况下运行时，将会造成配变损耗的增加。因为配变的功率损耗是随负载的不平衡度而变化的。

3、配变出力减少。配变设计时，其绕组结构是按负载平衡运行工况设计的，其绕组性能基本一致，各相额定容量相等。配变的最大允许出力要受到每相额定容量的限制。假如当配变处于三相负载不平衡工况下运行，负载轻的一相就有富余容量，从而使配变的出力减少。其出力减少程度与三相负载的不平衡度有关。三相负载不平衡越大，配变出力减少越多。为此，配变在三相负载不平衡时运行，其输出的容量就无法达到额定值，其备用容量亦相应减少，过载能力也降低。假如配变在过载工况下运行，即极易引发配变发热，严重时甚至会造成配变烧损。

4．配变产生零序电流。配变在三相负载不平衡工况下运行，将产生零序电流，该电流将随三相负载不平衡的程度而变化，不平衡度越大，则零序电流也越大。运行中的配变若存在零序电流，则其铁芯中将产生零序磁通。(高压侧没有零序电流)这迫使零序磁通只能以油箱壁及钢构件作为通道通过，而钢构件的导磁率较低，零序电流通过钢构件时，即要产生磁滞和涡流损耗，从而使配变的钢构件局部温度升高甚至发热。配变的绕组绝缘也可能因过热而加快老化，导致设备寿命降低。同时，零序电流的存在也会增加配变的损耗。

5．电动机效率降低。配变在三相负载不平衡工况下运行，将引起输出电压三相不平衡。由于不平衡电压存在着正序、负序、零序三个电压分量，当这种不平衡的电压输入电动机后，负序电压产生旋转磁场与正序电压产生的旋转磁场相反，起到制动作用。但由于正序磁场比负序磁场要强得多，电动机仍按正序磁场方向转动。而由于负序磁场的制动作用，必将引起电动机输出功率减少，从而导致电动机效率降低。同时，电动机的温升和无功损耗，也将随三相电压的不平衡度而增大。所以电动机在三相电压不平衡状况下运行，是非常不经济和不安全的。

6．影响用电设备的安全运行。配变是根据三相负载平衡运行工况设计的，其每相绕组的电阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。当配变在三相负载平衡时运行，其三相电流基本相等，配变内部每相压降也基本相同，则配变输出的三相电压也是平衡的。

假如配变在三相负载不平衡时运行，其各相输出电流就不相等，其配变内部三相压降就不相等，这必将导致配变输出电压三相不平衡。同时，配变在三相负载不平衡时运行，三相输出电流不一样，而中性线就会有电流通过。因而使中性线产生阻抗压降，从而导致中性点漂移，致使各相相电压发生变化。负载重的一相电压降低，而负载轻的一相电压升高。在电压不平衡状况下供电，即容易造成电压高的一相接带的用户用电设备烧坏，而电压低的一相接带的用户用电设备则可能无法使用。所以三相负载不平衡运行时，将严重危及用电设备的安全运行，甚至起火爆炸。

而我司三相负荷不平衡自动调节装置是专门针对上述问题而研发的一款新型智能调平装置，用于低压配电用户侧，治理三相电流不平衡，相电压偏低和补偿无功，优化电能质量。可对系统中三相电压、电流大小进行实时采集、分析、处理，可根据三相不平衡率，自动切换单相负荷接入电力系统的相线，将部分重负荷相线上的用户转移至轻负荷相线上，达到台区三相负荷平衡目的。

低压配电网是电力系统的末端，其低电压治理则是一项艰巨、系统的工程。三相负荷不平衡自动调节装置的应用，可有效地调节中、低压配电网中的三相不平衡负荷及对功率因数进行补偿,使变压器的负荷得到合理的分配，对电网三相不平衡进行调整是一种成本低廉且直接有效的方式，能显著降低电网损耗，具有很高的可行性和较高的经济效益，对我国坚强智能电网的建设起到强有力的支撑作用。