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電能質(zhì)量
專家診治

把電能質(zhì)量問(wèn)題交給領(lǐng)步400-056-5258

淺析：低壓配電網(wǎng)三相不平衡問(wèn)題！

返回列表來(lái)源：領(lǐng)步電能質(zhì)量發(fā)布時(shí)間：2017-04-24分享加入收藏關(guān)注：-

專家講堂1

在高壓電網(wǎng)中，因負(fù)載一般都是三相生產(chǎn)負(fù)載，三相負(fù)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(fù)載混合用電的供電網(wǎng)絡(luò)，在實(shí)際工作及運(yùn)行中，線路標(biāo)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(fù)載的接入以及單相負(fù)載用電的不同時(shí)性等，都會(huì)造成三相負(fù)載的不平衡，因?yàn)闀r(shí)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(fù)荷不平衡度較大情況下運(yùn)行，將會(huì)給低壓電網(wǎng)與電氣設(shè)備造成不良影響。

低壓電網(wǎng)三相平衡的重要性

1、三相負(fù)荷平衡是安全供電的基礎(chǔ)。

三相負(fù)荷不平衡，輕則降低線路和廠變的供電效率，重則會(huì)因重負(fù)荷相超載過(guò)多，可能造成某相導(dǎo)線燒斷、開(kāi)關(guān)燒壞甚至廠變單相燒毀等嚴(yán)重后果。
2、三相負(fù)荷平衡才能保證用戶的電能質(zhì)量。

三相負(fù)荷嚴(yán)重不對(duì)稱，中性點(diǎn)電位就會(huì)發(fā)生偏移，線路壓降和功率損失就會(huì)大大增加。接在重負(fù)荷相的單相設(shè)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(wèn)題。而接在輕負(fù)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(duì)動(dòng)力設(shè)備來(lái)說(shuō)，三相電壓不平衡，會(huì)引起電機(jī)過(guò)熱現(xiàn)象。
3、三相負(fù)荷保持平衡是節(jié)約能耗、降損降價(jià)的基礎(chǔ)。

三相負(fù)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(shí)踐證明，只有三相阻抗平衡，才能保證低壓漏電總保護(hù)良好運(yùn)行，防止人身觸電傷亡事故。一般情況下三相負(fù)荷不平衡可引起線損率升2％-10％，三相負(fù)荷不平衡度若超過(guò)10％，則線損顯著增加。有關(guān)規(guī)程規(guī)定：廠變出口處的負(fù)荷電流不平衡度應(yīng)小于10％，中性線電流不應(yīng)超過(guò)低壓側(cè)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(yīng)小于20％，不平衡度=(電流Z大值-電流Z小值)/平均值×100%。

三相負(fù)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(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。
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(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。
3、廠變出力減少。廠變?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。廠變的Z大允許出力要受到每相額定容量的限制。假如當(dāng)廠變處于三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行，負(fù)載輕的一相就有富余容量，從而使廠變的出力減少，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，廠變出力減少越多。為此，廠變?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。假如廠變?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、廠變會(huì)產(chǎn)生零序電流。廠變?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(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，從而使廠變的鋼構(gòu)件局部溫度升高發(fā)熱。廠變的繞組絕緣因過(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)增加廠變的損耗。
5、影響用電設(shè)備的安全運(yùn)行。廠變是根據(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)廠變?cè)谌嘭?fù)載平衡時(shí)運(yùn)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?cè)谌嘭?fù)載不平衡時(shí)運(yùn)行，其各相輸出電流就不相等，其廠變內(nèi)部三相壓降就不相等，這必將導(dǎo)致廠變輸出電壓三相不平衡。同時(shí)，廠變?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用電設(shè)備燒壞，而電壓低的一相接帶的用戶用電設(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。
6、電動(dòng)機(jī)效率降低。廠變?cè)谌嘭?fù)載不平衡工況下運(yùn)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(fù)序、零序三個(gè)電壓分量，當(dāng)這種不平衡的電壓輸入電動(dòng)機(jī)后，負(fù)序電壓產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與正序電壓產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相反，起到制動(dòng)作用。但由于正序磁場(chǎng)比負(fù)序磁場(chǎng)要強(qiáng)得多，電動(dòng)機(jī)仍按正序磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。而由于負(fù)序磁場(chǎng)的制動(dòng)作用，必將引起電動(dòng)機(jī)輸出功率減少，從而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)效率降低。同時(shí)，電動(dòng)機(jī)的溫升和無(wú)功損耗，也將隨三相電壓的不平衡度而增大。所以電動(dòng)機(jī)在三相電壓不平衡狀況下運(yùn)行，是非常不經(jīng)濟(jì)和不安全的。

如何實(shí)現(xiàn)三相負(fù)載平衡
綜上所述，調(diào)整三相負(fù)載使之趨于平衡，這是無(wú)需增加設(shè)備投資的針對(duì)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(yīng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。也可以裝置三相斷相保護(hù)器，當(dāng)任何一相斷相時(shí)，能立即切斷電源以消除三相不平衡。

實(shí)際中，每相的用電負(fù)荷比較直觀，動(dòng)力線路三相平衡，而單相用戶負(fù)荷有較大差異。三相動(dòng)力線路一般質(zhì)量較好，對(duì)地絕緣阻抗較高；而涉及到照明等單相負(fù)荷則用電線路情況復(fù)雜、絕緣程度差，使該相的對(duì)地阻抗顯著降低。因此，只要把單相負(fù)荷用電戶均衡地分配到三相上，就能實(shí)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(lái)每相接單相負(fù)荷用戶總數(shù)的三分之一，而是要把其中用電負(fù)荷、漏電情況在同一等級(jí)的用戶也均衡地分配到三相上。
具體實(shí)施辦法
1、從公用變出線至負(fù)荷電源側(cè)的低壓干線、分支線應(yīng)盡量采用三相四線制，減少迂回，避免交叉跨越。

2、無(wú)論架空或電纜線路，相線與零線應(yīng)按A、B、C、O采用不同顏色的導(dǎo)線或標(biāo)識(shí)，并按一定順序排列。

3、提前統(tǒng)一規(guī)劃廠變下的單相負(fù)荷設(shè)備，均衡地分配到低壓線路的三相上，并記錄在冊(cè)。施工時(shí)要查對(duì)無(wú)誤，表箱編號(hào)要注明相位，如“***線路A相**號(hào)”。

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

5、在以后增加設(shè)備或變更設(shè)備時(shí)，要顧及三相平衡問(wèn)題，在實(shí)際工作中形成常態(tài)機(jī)制，不斷完善提高。

6、安裝領(lǐng)步三相不平衡智能調(diào)節(jié)器LBSTUR。

沒(méi)有全面的平衡，但要相對(duì)的平衡，以不平衡度指標(biāo)為限，在實(shí)際工作中加大負(fù)荷調(diào)查分析力度，將各類負(fù)載Z大、平均負(fù)荷及發(fā)展趨勢(shì)記錄在案，經(jīng)常性對(duì)廠變負(fù)荷電流進(jìn)行測(cè)試，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不平衡超標(biāo)情況，反饋負(fù)荷分析的同時(shí)，不定期組織進(jìn)行有針對(duì)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(shè)備等故障和事故。

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