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電能質(zhì)量
專家診治

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淺析：低壓配電網(wǎng)三相不平衡問題！

返回列表來源：領步電能質(zhì)量發(fā)布時間：2017-04-24分享加入收藏關注：-

專家講堂1

在高壓電網(wǎng)中，因負載一般都是三相生產(chǎn)負載，三相負荷基本平衡。在低壓電網(wǎng)中，是三相生產(chǎn)用電與單相生活負載混合用電的供電網(wǎng)絡，在實際工作及運行中，線路標志不清、接電人員的疏忽再加上由于單相用戶的不可控增容、大功率單相負載的接入以及單相負載用電的不同時性等，都會造成三相負載的不平衡，因為時間的不固定性，極易被值班人員忽略。低壓電網(wǎng)若在三相負荷不平衡度較大情況下運行，將會給低壓電網(wǎng)與電氣設備造成不良影響。

低壓電網(wǎng)三相平衡的重要性

1、三相負荷平衡是安全供電的基礎。

三相負荷不平衡，輕則降低線路和廠變的供電效率，重則會因重負荷相超載過多，可能造成某相導線燒斷、開關燒壞甚至廠變單相燒毀等嚴重后果。
2、三相負荷平衡才能保證用戶的電能質(zhì)量。

三相負荷嚴重不對稱，中性點電位就會發(fā)生偏移，線路壓降和功率損失就會大大增加。接在重負荷相的單相設備易出現(xiàn)電壓偏低，電燈不亮、電器效能降低、小水泵易燒毀等問題。而接在輕負荷相的單相用戶易出現(xiàn)電壓偏高，可能造成電器絕緣擊穿、縮短電器使用壽命或損壞電器。對動力設備來說，三相電壓不平衡，會引起電機過熱現(xiàn)象。
3、三相負荷保持平衡是節(jié)約能耗、降損降價的基礎。

三相負荷不平衡將產(chǎn)生不平衡電壓，加大電壓偏移，增大中性線電流，從而增大線路損耗。
4、三相阻抗平衡能夠防止人身觸電傷亡事故。實踐證明，只有三相阻抗平衡，才能保證低壓漏電總保護良好運行，防止人身觸電傷亡事故。一般情況下三相負荷不平衡可引起線損率升2％-10％，三相負荷不平衡度若超過10％，則線損顯著增加。有關規(guī)程規(guī)定：廠變出口處的負荷電流不平衡度應小于10％，中性線電流不應超過低壓側額定電流的25％，低壓主干線及主要分支線的首端電流不平衡度應小于20％，不平衡度=(電流Z大值-電流Z小值)/平均值×100%。

三相負載不平衡的危害
1、增加線路的電能損耗。在三相四線制供電網(wǎng)絡中，電流通過線路導線時，因存在阻抗必將產(chǎn)生電能損耗，其損耗與通過電流的平方成正比。當?shù)蛪弘娋W(wǎng)以三相四線制供電時，由于有單相負載存在，造成三相負載不平衡在所難免。當三相負載不平衡運行時，中性線即有電流通過。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。
2、增加廠變的電能損耗。配電變壓器是低壓電網(wǎng)的供電主設備，當其在三相負載不平衡工況下運行時，將會造成配變損耗的增加。因為配變的功率損耗是隨負載的不平衡度而變化的。
3、廠變出力減少。廠變設計時，其繞組結構是按負載平衡運行工況設計的，其繞組性能基本一致，各相額定容量相等。廠變的Z大允許出力要受到每相額定容量的限制。假如當廠變處于三相負載不平衡工況下運行，負載輕的一相就有富余容量，從而使廠變的出力減少，其出力減少程度與三相負載的不平衡度有關。三相負載不平衡越大，廠變出力減少越多。為此，廠變在三相負載不平衡時運行，其輸出的容量就無法達到額定值，其備用容量亦相應減少，過載能力也降低。假如廠變在過載工況下運行，即極易引發(fā)配變發(fā)熱，嚴重時甚至會造成配變燒損。
4、廠變會產(chǎn)生零序電流。廠變在三相負載不平衡工況下運行，將產(chǎn)生零序電流，該電流將隨三相負載不平衡的程度而變化，不平衡度越大，則零序電流也越大。運行中的廠變?nèi)舸嬖诹阈螂娏?，則其鐵芯中將產(chǎn)生零序磁通。這迫使零序磁通只能以油箱壁及鋼構件作為通道通過，而鋼構件的導磁率較低，零序電流通過鋼構件時，即要產(chǎn)生磁滯和渦流損耗，從而使廠變的鋼構件局部溫度升高發(fā)熱。廠變的繞組絕緣因過熱而加快老化，導致設備壽命降低。同時，零序電流的存也會增加廠變的損耗。
5、影響用電設備的安全運行。廠變是根據(jù)三相負載平衡運行工況設計的，其每相繞組的電阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。當廠變在三相負載平衡時運行，其三相電流基本相等，廠變內(nèi)部每相壓降也基本相同，則廠變輸出的三相電壓也是平衡的。
假如廠變在三相負載不平衡時運行，其各相輸出電流就不相等，其廠變內(nèi)部三相壓降就不相等，這必將導致廠變輸出電壓三相不平衡。同時，廠變在三相負載不平衡時運行，三相輸出電流不一樣，而中性線就會有電流通過。因而使中性線產(chǎn)生阻抗壓降，從而導致中性點漂移，致使各相相電壓發(fā)生變化。負載重的一相電壓降低，而負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用電設備燒壞，而電壓低的一相接帶的用戶用電設備則可能無法使用。所以三相負載不平衡運行時，將嚴重危及用電設備的安全運行。
6、電動機效率降低。廠變在三相負載不平衡工況下運行，將引起輸出電壓三相不平衡。由于不平衡電壓存在著正序、負序、零序三個電壓分量，當這種不平衡的電壓輸入電動機后，負序電壓產(chǎn)生旋轉磁場與正序電壓產(chǎn)生的旋轉磁場相反，起到制動作用。但由于正序磁場比負序磁場要強得多，電動機仍按正序磁場方向轉動。而由于負序磁場的制動作用，必將引起電動機輸出功率減少，從而導致電動機效率降低。同時，電動機的溫升和無功損耗，也將隨三相電壓的不平衡度而增大。所以電動機在三相電壓不平衡狀況下運行，是非常不經(jīng)濟和不安全的。

如何實現(xiàn)三相負載平衡
綜上所述，調(diào)整三相負載使之趨于平衡，這是無需增加設備投資的針對性降損措施。把單相用戶均衡地接在A、B、C三相上，減少中性線電流，降低損耗。如果

單相功率因數(shù)較低，就應進行無功補償。也可以裝置三相斷相保護器，當任何一相斷相時，能立即切斷電源以消除三相不平衡。

實際中，每相的用電負荷比較直觀，動力線路三相平衡，而單相用戶負荷有較大差異。三相動力線路一般質(zhì)量較好，對地絕緣阻抗較高；而涉及到照明等單相負荷則用電線路情況復雜、絕緣程度差，使該相的對地阻抗顯著降低。因此，只要把單相負荷用電戶均衡地分配到三相上，就能實現(xiàn)三相平衡。但必須要注意，均衡分配用戶不僅僅是形式上看來每相接單相負荷用戶總數(shù)的三分之一，而是要把其中用電負荷、漏電情況在同一等級的用戶也均衡地分配到三相上。
具體實施辦法
1、從公用變出線至負荷電源側的低壓干線、分支線應盡量采用三相四線制，減少迂回，避免交叉跨越。

2、無論架空或電纜線路，相線與零線應按A、B、C、O采用不同顏色的導線或標識，并按一定順序排列。

3、提前統(tǒng)一規(guī)劃廠變下的單相負荷設備，均衡地分配到低壓線路的三相上，并記錄在冊。施工時要查對無誤，表箱編號要注明相位，如“***線路A相**號”。

4、接電施工完工后，要看一下低壓電網(wǎng)實際運行三相負載是否在平衡度范圍內(nèi)，必要時可做些調(diào)整。

5、在以后增加設備或變更設備時，要顧及三相平衡問題，在實際工作中形成常態(tài)機制，不斷完善提高。

6、安裝領步三相不平衡智能調(diào)節(jié)器LBSTUR。

沒有全面的平衡，但要相對的平衡，以不平衡度指標為限，在實際工作中加大負荷調(diào)查分析力度，將各類負載Z大、平均負荷及發(fā)展趨勢記錄在案，經(jīng)常性對廠變負荷電流進行測試，及時發(fā)現(xiàn)不平衡超標情況，反饋負荷分析的同時，不定期組織進行有針對性地調(diào)整。只有這樣，才能從根本上控制不平衡現(xiàn)象發(fā)生，避免發(fā)生損壞用電設備等故障和事故。

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