領(lǐng)步解析：配網(wǎng)的三相不平衡！

返回列表來(lái)源：領(lǐng)步電能質(zhì)量發(fā)布時(shí)間：2016-08-18分享加入收藏關(guān)注：-

三相不平衡概述
          三相不平衡是指電力系統(tǒng)中三相電流（或電壓）幅值不一致，且幅值差超過(guò)規(guī)定范圍。在低壓三相四線制的農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)中，大部分配電變壓器均采用三相變壓器，變壓器出口三相負(fù)荷理論上應(yīng)該達(dá)到對(duì)稱(chēng)，但是由于用戶(hù)多為單相負(fù)荷，負(fù)荷分布不均衡及且大功率單相負(fù)荷用電的不同時(shí)性，使得三相負(fù)荷不平衡，供電質(zhì)量降低，低壓電網(wǎng)與電氣設(shè)備安全運(yùn)行受到嚴(yán)重威脅。
          廊坊市某配網(wǎng)公用變（10KV/380V）額定容量為 200Kvar，低壓配電箱設(shè)計(jì)的額定電流為200A，用電高峰時(shí)三相變壓器輸出電流嚴(yán)重不平衡，并且電流諧波畸變率較大。為降低公用變?nèi)嘭?fù)荷不平衡度，減小因三相負(fù)荷不平衡造成單相過(guò)載、電壓不合格現(xiàn)象，降低臺(tái)區(qū)低壓線損，在廊坊市某配網(wǎng)公用變出線端安裝了一臺(tái) 50A 的三相不平衡智能調(diào)節(jié)器，同時(shí)補(bǔ)償三相不平衡和諧波。

圖 1：三相不平衡智能調(diào)節(jié)器現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行圖

三相不平衡的危害
1)增加線路的電能損耗。

          在三相四線制供電網(wǎng)絡(luò)中，電流通過(guò)線路導(dǎo)線時(shí)，因存在阻抗必將產(chǎn)生電能損耗，其損耗與通過(guò)電流的平方成正比。當(dāng)?shù)蛪弘娋W(wǎng)以三相四線制供電時(shí)，由于有單相負(fù)載存在，造成三相負(fù)載不平衡在所難免。當(dāng)三相負(fù)載不平衡運(yùn)行時(shí)，中性線即有電流通過(guò)。這樣不但相線有損耗，而且中性線也產(chǎn)生損耗，從而增加了電網(wǎng)線路的損耗。

          三相四線制接線方式，當(dāng)三相負(fù)荷平衡時(shí)線損Z??；當(dāng)一相負(fù)荷重，兩相負(fù)荷輕的情況下線損增量較??；當(dāng)一相負(fù)荷重，一相負(fù)荷輕，而第三相的負(fù)荷為平均負(fù)荷的情況下線損增量較大；當(dāng)一相負(fù)荷輕，兩相負(fù)荷重的情況下線損增量Z大。當(dāng)三相負(fù)荷不平衡時(shí)，無(wú)論何種負(fù)荷分配情況，電流不平衡度越大，線損增量也越大。

2）增加配電變壓器的電能損耗。

          配電變壓器是低壓電網(wǎng)的供電主設(shè)備，當(dāng)其在三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行時(shí)，將會(huì)造成配變損耗的增加。因?yàn)榕渥兊墓β蕮p耗是隨負(fù)載的不平衡度而
變化的。在生產(chǎn)、生活用電中，三相負(fù)載不平衡時(shí)，使變壓器處于不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行狀態(tài)。造成變壓器的損耗增大(包括空載損耗和負(fù)載損耗)。根據(jù)變壓器運(yùn)行規(guī)程規(guī)定，在運(yùn)行中的變壓器中性線電流不得超過(guò)變壓器低壓側(cè)額定電流的 25%。此外，三相負(fù)載不平衡運(yùn)行會(huì)造成變壓器零序電流過(guò)大，局部金屬件升溫增高，甚至?xí)?dǎo)致變壓器燒毀。

3）配變出力減少。

          配變?cè)O(shè)計(jì)時(shí)，其繞組結(jié)構(gòu)是按負(fù)載平衡運(yùn)行工況設(shè)計(jì)的，其繞組性能基本一致，各相額定容量相等。配變的Z大允許出力要受到每相額定容量的限制。假如當(dāng)配變處于三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行，負(fù)載輕的一相就有富余容量，從而使配變的出力減少。其出力減少程度與三相負(fù)載的不平衡度有關(guān)。三相負(fù)載不平衡越大，配變出力減少越多。為此，配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡時(shí)運(yùn)行，其輸出的容量就無(wú)法達(dá)到額定值，其備用容量亦相應(yīng)減少，過(guò)載能力也降低。假如配變?cè)谶^(guò)載工況下運(yùn)行，即極易引發(fā)配變發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐膳渥儫龘p。‘’

4）配變產(chǎn)生零序電流。

          配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡工況下運(yùn)行，將產(chǎn)生零序電流，該電流將隨三相負(fù)載不平衡的程度而變化，不平衡度越大，則零序電流也越大。運(yùn)行中的配變?nèi)舸嬖诹?br /> 序電流，則其鐵芯中將產(chǎn)生零序磁通(高壓側(cè)沒(méi)有零序電流)。這迫使零序磁通只能以油箱壁及鋼構(gòu)件作為通道通過(guò)，而鋼構(gòu)件的導(dǎo)磁率較低，零序電流通過(guò)鋼構(gòu)件時(shí)，即要產(chǎn)生磁滯和渦流損耗，從而使配變的鋼構(gòu)件局部溫度升高發(fā)熱。配變的繞組絕緣因過(guò)熱而加快老化，導(dǎo)致設(shè)備壽命降低。同時(shí)，零序電流的存也會(huì)增加配變的損耗。

5）影響用電設(shè)備的安全運(yùn)行。

          配變是根據(jù)三相負(fù)載平衡運(yùn)行工況設(shè)計(jì)的，其每相繞組的電阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。當(dāng)配變?cè)谌嘭?fù)載平衡時(shí)運(yùn)行，其三相電流基本相等，配變內(nèi)部每相壓降也基本相同，則配變輸出的三相電壓也是平衡的。

          假如配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡時(shí)運(yùn)行，其各相輸出電流就不相等，其配變內(nèi)部三相壓降就不相等，這必將導(dǎo)致配變輸出電壓三相不平衡。同時(shí)，配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡時(shí)運(yùn)行，三相輸出電流不一樣，而中性線就會(huì)有電流通過(guò)。因而使中性線產(chǎn)生阻抗壓降，從而導(dǎo)致中性點(diǎn)漂移，致使各相相電壓發(fā)生變化。負(fù)載重的一相電壓降低，而負(fù)載輕的一相電壓升高。在電壓不平衡狀況下供電，即容易造成電壓高的一相接帶的用戶(hù)用電設(shè)備燒壞，而電壓低的一相接帶的用戶(hù)用電設(shè)備則可能無(wú)法使用。所以三相負(fù)載不平衡運(yùn)行時(shí)，將嚴(yán)重危及用電設(shè)備的安全運(yùn)行。

          三相電壓不平衡的發(fā)生將導(dǎo)致達(dá)到數(shù)倍電流不平衡的發(fā)生。誘導(dǎo)電動(dòng)機(jī)中逆扭矩增加，從而使電動(dòng)機(jī)的溫度上升，效率下降，能耗增加，發(fā)生震動(dòng)，輸出虧耗等影響。各相之間的不平衡會(huì)導(dǎo)致用電設(shè)備使用壽命縮短，加速設(shè)備部件更換頻率，增加設(shè)備維護(hù)的成本。斷路器允許電流的余量減少，當(dāng)負(fù)載變更或交替時(shí)容易發(fā)生超載、短路現(xiàn)象。中性線中流入過(guò)大的不平衡電流，導(dǎo)致中性線增粗。

北京領(lǐng)步系列STUR三相不平衡智能調(diào)節(jié)器
1）產(chǎn)品介紹
          三相不平衡智能調(diào)節(jié)器（Smart Three-phase Unbalanced Regulator,簡(jiǎn)稱(chēng) STUR）為我公司開(kāi)發(fā)的主要用于解決三相電流不平衡的新型智能裝置，是柔性交流輸電技術(shù)的主要裝置之一。在配網(wǎng)中，將LB- STUR 安裝在特定場(chǎng)合（如農(nóng)網(wǎng)公用變）附近，輸出可以變化以控制電力系統(tǒng)中的特定參數(shù)，顯著地改善負(fù)荷與公共電網(wǎng)連接點(diǎn)處的電能質(zhì)量，克服三相不平衡，提高功率因數(shù)、消除電壓閃變和電壓波動(dòng)等。

2）工作原理
          LB-STUR三相不平衡智能調(diào)節(jié)器以數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）為核心，通過(guò)電抗器將自換橋式電路并聯(lián)在電網(wǎng)上，采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集技術(shù)和動(dòng)態(tài)跟蹤技術(shù)檢測(cè)電網(wǎng)電壓、電流信息，通過(guò)內(nèi)部 DSP計(jì)算后提取出負(fù)載電流的負(fù)序電流、零序電流、無(wú)功電流、諧波電流，然后判斷系統(tǒng)是否處于不平衡狀態(tài)，同時(shí)計(jì)算出達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)各相所需轉(zhuǎn)換的電流值，然后控制器實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng) IGBT，將不平衡電流從電流大的相轉(zhuǎn)移到電流小的相，Z后達(dá)到三相平衡狀態(tài)。

圖 2：三相不平衡原理圖

3）技術(shù)參數(shù)和特點(diǎn)
主要技術(shù)指標(biāo)：
△ 額定工作電壓：400V±10%
△適應(yīng)工作環(huán)境溫度：-10℃～﹢45℃
△平衡負(fù)荷電流能力：50A～150A 根據(jù)需求可選（33 50 66 100KVA）
△補(bǔ)償無(wú)功能力：30～300kvar/400V
△補(bǔ)償形式：連續(xù)補(bǔ)償，分補(bǔ)共補(bǔ)結(jié)合
△工作頻率：50Hz±1%
△響應(yīng)速度：≤10ms
△ 安裝方式：并聯(lián)
△散熱方式：自然風(fēng)冷

△ 通信方式：選配物聯(lián)網(wǎng)通信模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。

STUR三相不平衡智能調(diào)節(jié)器具有如下特點(diǎn)：
△ 主電路逆變器采用國(guó)際品牌的 IGBT 器件；
△ 具有多種控制模式，可自由設(shè)定；
△ 可方便地通過(guò)并聯(lián)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容。
△ 過(guò)電流限制：采用可靠的限流控制環(huán)節(jié)，裝置能在自己的額定容量范圍內(nèi)充分的進(jìn)行補(bǔ)償，維持正常工作，不會(huì)出現(xiàn)過(guò)載燒毀等故障。
△ 具備完整的保護(hù)功能，包括過(guò)載、過(guò)電流、短路等，具備系統(tǒng)啟動(dòng)自診斷功能。
△具有緩沖啟動(dòng)控制回路，能夠避免自啟動(dòng)瞬間過(guò)大的投入電流，并限制該電流在額定范圍之內(nèi)。
△ 控制器：計(jì)算與邏輯處理采用全數(shù)字化技術(shù)，采用 DSP 芯片，能夠并行處理大量數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)字運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果精度高，響應(yīng)速度快。
△ 采用中文漢字液晶顯示面板，具有故障報(bào)警及追憶功能，在面板上能實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行狀態(tài),以及設(shè)定運(yùn)行參數(shù)。
△分相獨(dú)立控制、既能平衡負(fù)荷電流，又能實(shí)現(xiàn)三相共補(bǔ)無(wú)功、單相共補(bǔ)無(wú)功和濾除部分諧波。
△ 裝置采用柱上安裝，具有安裝周期短，運(yùn)輸方便，調(diào)試周期短。

          13年來(lái)北京領(lǐng)步始終專(zhuān)注于“諧波干擾危害治理”“高低壓特殊無(wú)功補(bǔ)償”兩方面進(jìn)行辛勤耕耘與技術(shù)積累，專(zhuān)注成就品質(zhì)、質(zhì)量鑄就品牌，為各類(lèi)諧波治理用戶(hù)提供“24小時(shí)技術(shù)咨詢(xún)”“免費(fèi)檢測(cè)分析”“方案設(shè)計(jì)與性?xún)r(jià)比評(píng)估”，了解更多<諧波治理與無(wú)功補(bǔ)償>方案，歡迎點(diǎn)擊我們的在線客服進(jìn)行咨詢(xún)，或者直接撥打全國(guó)統(tǒng)一服務(wù)熱線400-056-5258，我們期待您的來(lái)電！

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上一條：造成三相不平衡的主要原因、危害及治理方法！下一條：淺析：制藥行業(yè)配電系統(tǒng)的諧波治理！