淺析：中、低壓配網(wǎng)系統(tǒng)中的三相不平衡問(wèn)題

返回列表來(lái)源：領(lǐng)步電能質(zhì)量發(fā)布時(shí)間：2017-04-13分享加入收藏關(guān)注：-

          三相不平衡是指在電力系統(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。現(xiàn)代電力電子技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，促使電網(wǎng)和負(fù)荷的構(gòu)成出現(xiàn)了新的變化趨勢(shì)。大量非線性沖擊性負(fù)荷和單相負(fù)荷的接入和運(yùn)行，進(jìn)一步加劇了電網(wǎng)電壓波動(dòng)、閃變、三相不平衡等現(xiàn)象，并嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
由于用電戶多為單相負(fù)荷或單相和三相負(fù)荷混用，并且負(fù)荷大小不同和用電時(shí)間的不同，所以電網(wǎng)中三相間的不平衡電流是客觀存在的。

三相不平衡的危害主要包括以下幾點(diǎn)：
          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。
          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)舸嬖诹阈螂娏?，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)件局部溫度升高甚至發(fā)熱。配變的繞組絕緣也可能因過(guò)熱而加快老化，導(dǎo)致設(shè)備壽命降低。同時(shí)，零序電流的存在也會(huì)增加配變的損耗。
          5、電動(dòng)機(jī)效率降低。配變?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。
          6、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，甚至起火爆炸。

          而我司LBSTUR系列三相不平衡智能調(diào)節(jié)器是專門針對(duì)上述問(wèn)題而研發(fā)的一款新型智能調(diào)平裝置，用于低壓配電用戶側(cè)，治理三相電流不平衡，相電壓偏低和補(bǔ)償無(wú)功，優(yōu)化電能質(zhì)量?？蓪?duì)系統(tǒng)中三相電壓、電流大小進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、分析、處理，可根據(jù)三相不平衡率，自動(dòng)切換單相負(fù)荷接入電力系統(tǒng)的相線，將部分重負(fù)荷相線上的用戶轉(zhuǎn)移至輕負(fù)荷相線上，達(dá)到臺(tái)區(qū)三相負(fù)荷平衡目的。

          低壓配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的末端，其低電壓治理則是一項(xiàng)艱巨、系統(tǒng)的工程。三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的應(yīng)用，可有效地調(diào)節(jié)中、低壓配電網(wǎng)中的三相不平衡負(fù)荷及對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償,使變壓器的負(fù)荷得到合理的分配，對(duì)電網(wǎng)三相不平衡進(jìn)行調(diào)整是一種成本低廉且直接有效的方式，能顯著降低電網(wǎng)損耗，具有很高的可行性和較高的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)我國(guó)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)起到強(qiáng)有力的支撐作用。

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