配电网三相不平衡常见原因分析
配电网三相不平衡的原因及解决方案
配电网三相不平衡的原因及解决方案发表时间：2019-01-14T15:26:27.437Z 来源：《防护工程》2018年第31期作者：何有林[导读] 在使用单相的用电设备过程中，用电效率会受其影响，不断降低，致使三相负荷不均衡状态逐渐增加。
国网青海省电力公司海西供电公司青海格尔木 816000摘要：三相不平衡主要是用来衡量电能质量的重要评价标准，如果存在这一问题，将会影响整个电网系统的供电安全、效率和质量。
通常情况下，导致三相不平衡的因素主要有三相元件使用性能存在问题、线路参数设计不科学、负荷存在不对称性以及监管不严等方面，发生这一问题的直接后果是线路电流和电压不平衡，对线路产生一定的损害，降低供设备的使用寿命，严重者会发生一定的供电事故。
所以，解决三相不平衡问题，已经成为了新时期电力系统改革的重要内容，要从人、机、料、法等各环节进行优化，实现供电系统的优质高效。
关键词：配电网；三相不平衡；原因；措施一、导致配电网三相不平衡的原因分析1. 技术方面在实践当中，相关的技术人员对于装表接电等工作缺乏一定的专业认识，尤其是三相负荷平衡方面的理论知识、应用技术以及控制方法等等，导致具体工作过程中意识缺乏，操作不当，引发了三相不平衡的问题，比如说线路换位不完善、线路参数不平衡等等，工作方面存在一定的盲目性和随意性，没有合理进行统筹分配。
除此以外，我国的大多数电路，对于动力供电和照明供电方面没有进行分类设置，因此，在使用单相的用电设备过程中，用电效率会受其影响，不断降低，致使三相负荷不均衡状态逐渐增加。
2.使用方面作为用电终端，对于电力供应的使用情况，也是影响配电网三相不平衡的主要因素，最明显的表现就是用户对电量的使用不平稳，突然间的增加都会产生三相不平衡现象，除此以外，一些为了建筑施工、线路改装等所产生的拆迁、仪表更换等行为也会导致用电量变化，从而影响三相稳定。
与此同时，在现实当中，用电情况会存在一定的临时性和季节性，致使用电总量、用电集中情况、用电时间上有所变化，影响配电网供电需求，用电负荷随之改变，三相不平衡现象也随之发生。
浅谈低压配网三相不平衡的原因及解决措施
CHENGSHIZHOUKAN 2019/31城市周刊58浅谈低压配网三相不平衡的原因及解决措施李 健 王立运 国网山东省电力公司宁阳县供电公司摘要：三相不平衡是电能质量的一个重要指标，虽然影响电力系统的因素有很多，但正常性不平衡的情况大多是因为三相线路参数或负荷不对称。
由于三相负荷的因素是不一定的，所以低压配网供电点的三相电压和电流易发生不平衡的现象，增加低压配网线路损耗。
关键词：配网；三相不平衡；原因；措施一、配电网三相不平衡的原因１．三相负荷的分配不合理。
在低压配网更换表箱及下户线工作人员并没有专业的对于三相负荷平衡的知识概念，因此在更换表箱及下户线的时候并没有注意到要控制三相负荷平衡，没有综合考虑配变容量、低压线路长度、导线线径、负荷分布进行表箱更换及下户线更换工作，在很大程度上造成了三相负荷的不平衡。
农村地区都是动力和照明混为一体的，所以在使用单相的用电设备时，用电的效率就会降低，这样的差异进一步加剧了配电变压器三相负荷的不平衡状况[1]。
２．用电负荷变化不确定性。
造成用电负荷不稳定的原因居民用电负荷的增加；临时用电和季节性用电的不稳定性。
这样在总量上和时间上的不确定和不集中性使得用电的负荷也不得不跟随实际情况而变化。
３．对于配变负荷的监视力度不到位。
在配电网的管理上，经常会忽略三相负荷分配中的管理问题。
在配电网的检测上，对配电变压器的三相负荷也没有进行定期的检测和调整[2]。
二、三相不平衡的危害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[3-4]。
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。
三相不平衡的原因、危害以及解决措施!
• 总之，在进行比例调节系数额设置时，需 要同时考虑功率因数的限制条件以及过补 偿限制的条件。
改进配电网三相不平衡的技术
• 3、增设对三相负荷的检测调整
• 定期开设对三相负荷的检测工作也是非常必要 的。在对三相符合的合理分配以及控制后，相 关部门应当开设检测工作。
三相不平衡的危害
• 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。
三相不平衡的危害
• 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。
• 一是需要注意到电流的治理应当有两个内容，一个 是补偿功率因数，一个是调节三相电流不平衡，这 两者共同确定了补偿所需要的无功功率。
• 第二点，在实际的工程施工时，应当采用全容性的 治理方式，与电感补偿相区分，避免出现严重过补 偿的情况。
改进配电网三相不平衡的技术
• 第三点是需要考虑到负荷是会随着时间的 变化而变化的，基于这种特性，补偿量也 应该根据负荷的变化进行适当的调整。
三相不平衡的原因
三相不平衡的原因1.供电侧问题：供电侧的变压器或发电机可能存在一些故障，比如线圈不平衡、磁通不均匀等，导致输出的三相电压或电流不平衡。
2.负载不平衡：三相电网中的负载可能不同，比如一些相的负载比其他两个相大。
这会导致负载不均匀，进而使得三相电压和电流不平衡。
3.电缆故障：电缆中的接线不良、接触不良或断线等问题会导致三相电流分布不均匀，引起不平衡。
4.并联回路：在三相电网中，如果有并联回路，当回路中的负载不平衡时，也会引起三相电压和电流的不平衡。
5.非线性负载：非线性负载设备会引入谐波，这些谐波会对三相电网的电压和电流产生影响，导致不平衡。
6.波动负载：电网中的一些负载波动较大，如起动电动机、空调开关等，会导致三相电压和电流的不平衡。
不平衡造成的影响主要有：1.三相负载不平衡会导致电网中的谐波增加，对电网设备和用电设备的运行稳定性产生影响，甚至可能引发设备故障。
2.不平衡会导致电网中的功率因数下降，增加了无功功率的损耗，降低了系统的效率。
3.不平衡会导致电网中的电压波动，对用电设备的正常运行产生影响，甚至使设备工作异常或损坏。
4.不平衡还会导致电网中的电流增大，增加了线路的损耗，降低了电网的传输能力。
为了解决三相不平衡问题1.检修变压器或发电机，确保其状态良好，进行必要的维护和检测工作。
2.均衡负载，通过合理分配负载，使三相负载基本相等。
3.检查电缆接线是否良好，修复或更换出现问题的电缆。
4.添加平衡回路，在并联回路中增加平衡装置，以使回路中的负载均匀分布。
5.控制非线性负载，采取滤波器、谐波补偿装置等措施，减少非线性负载引入的谐波。
6.增加稳压器或调压器，保持电网的电压稳定，减少波动。
总之，三相不平衡问题需要通过全面的检测和鉴定，找出问题的根源，并采取相应的措施进行修复和解决，以保证电网的正常运行。
电流三相不平衡原因
电流三相不平衡原因
电流三相不平衡是指三相电路中的三个相电流不相等的情况。
这可能由多种原因引起，以下是一些常见的原因：
1. 不平衡负载：当负载在三相系统中不均匀分布时，各相的电流就会不平衡。
例如，如果在三相电机系统中有一个电机损坏或负载不均匀，就可能导致电流不平衡。
2. 电压不平衡：三相电流与电压之间存在关系，如果电压不平衡，会导致电流不平衡。
电压不平衡可能是由于电源问题、电压波动或供电系统不均匀引起的。
3. 电阻不平衡：三相系统中，如果电阻不均匀分布，会导致电流不平衡。
电阻不平衡可能是由于设备老化、接触不良或材料质量问题引起的。
4. 电感不平衡：三相系统中的电感不平衡也可能导致电流不平衡。
这可能是由于线圈绕组的不对称或磁路不均匀引起的。
5. 非线性负载：非线性负载，如电力电子设备、电弧炉等，可能引起电流不平衡。
这些设备可能会引入谐波，导致电流失真和不平衡。
6. 故障和损坏：系统中的故障或设备的损坏，如电机绕组故障、接触器问题等，都可能导致电流不平衡。
电流三相不平衡可能导致许多问题，包括设备过热、功率因数下降、能源浪费等。
因此，及早检测和解决电流不平衡问题对于维护电力系统的正常运行至关重要。
使用专业的电力监测设备和维护工程师进行定期检查可以帮助识别和解决电流不平衡问题。
三相不平衡的原因
三相不平衡的原因外部原因：1.负载不平衡：当三相负载在各个相上的功率不相等时，会导致三相电流不平衡。
例如，在三相交流电机的运行过程中，如果机械负载不平衡，会导致电流不平衡。
2.电源电压不平衡：当三个相电源的电压不相等时，会导致系统中的电流不平衡。
这可能是由于电源负载不平衡、输电线路不平衡等原因造成的。
内部原因：1.线路阻抗不平衡：系统中的电线电缆的电阻、电感和电容等参数不均匀分布，导致三相电阻、电感或电容不同，使得电流在不同相之间发生不平衡。
2.变压器不平衡：变压器的参数不同，如匝数、耦合系数等不同，会导致三相电压变化不平衡。
3.电缆长度不一致：电缆长度不一致会导致电缆电阻、电感和电容等不同，使得电流在不同相之间不平衡。
4.大功率设备的运行引起的不平衡：在三相电力系统中，大功率设备的启动和运行可能会引起瞬时不平衡。
这是因为大功率设备的启动会引起瞬时的电流冲击，导致三相电流不平衡。
1.降低功率因数：三相不平衡会导致电压和电流之间的相位差，从而降低功率因数。
功率因数低会引起有功功率的浪费，同时也会增加系统的无功功率需求，影响系统的稳定性和效率。
2.增大电流：三相不平衡会导致系统中的电流不平衡，使得电流在不同相之间的差异增大。
这会导致设备的额定电流被超过，可能引起设备过热、起火等安全问题，同时也会增加系统的线路损耗。
3.减小设备寿命：三相不平衡会使设备在运行中承受不均匀的电压和电流，这会导致设备的部件受到不均匀的电力负荷，从而影响设备的正常运行和寿命。
因此，为了确保电力系统的安全和稳定运行，需要通过合理调节电力负载分配、优化系统参数配置、采用三相保护和监控设备等措施来减少和避免三相不平衡的发生。
三相不平衡产生的原因都有哪些_具体是哪些原因造成的_怎么解决
三相不平衡产生的原因都有哪些_具体是哪些原因造成的_怎么解决1.负载不平衡：当负载在三相系统中不均匀分布时，会导致三相电流不一致，从而引发三相不平衡。
例如，其中一相中连接的负载较大，而其他相中的负载较小，就会导致电流不平衡。
2.电源不平衡：三相电源的供电容量不相同也会导致三相不平衡。
如果其中一相电源的容量较小，而其他两相电源的容量较大，就会导致三相不平衡。
3.线路不平衡：三相电网中三相线路传输能力不一致也是引起不平衡的原因之一、由于线路阻抗等原因，其中一相的电流传输能力较小，就会导致三相不平衡。
4.过载：当三相电网中存在过载情况时，也会导致三相不平衡。
过载会引起电网电流不均匀分布，从而导致三相不平衡。
解决三相不平衡问题的方法包括以下几个方面：1.负载均衡：通过合理安排负载的分布，尽量使三相上的负载均衡，避免其中一相负载过重。
可以采用负载均衡装置，根据负荷情况自动调整负载均衡。
2.电源优化：可以通过优化三相电源供电容量，保证各相的供电能力相等或者接近，避免供电不平衡引起的三相不平衡问题。
3.线路检查和优化：定期检查三相线路的阻抗情况，如果发现线路存在不均衡情况，可以进行调整，保证各相的传输能力相同。
4.配电网优化：通过调整配电网结构和拓扑，合理规划电网的容量和负荷分布，可以降低三相电网的不平衡情况。
5.三相平衡装置：对于已经出现三相不平衡的情况，可以采用三相平衡装置进行调整。
三相平衡装置可以根据电流和电压的不平衡程度，自动调整电流分配，使得三相电流和电压保持平衡。
总之，解决三相不平衡问题需要从负载、电源、线路和配电网等多个方面进行综合考虑和优化。
通过合理的设计和调整，可以有效降低三相不平衡现象的发生，并保证电网的稳定运行。
三相不平衡产生的原因都有哪些_具体是哪些原因造成的_怎么解决
三相不平衡产生的原因都有哪些_具体是哪些原因造成的_怎么解决1.不同负载工况：如果三相负载的功率不同，会导致三相电流的不平衡。
例如，在三相变压器的负载中，因为各相的负载不同，会导致三相电流不平衡。
2.不同电阻或电感的负载：当三相负载中存在电阻或电感的差异时，会导致三相电流的不平衡。
例如，由于负载电阻的差异，不同相的电压和电流会有所不同。
3.供电系统故障：供电系统中的故障也会导致三相电压和电流的不平衡。
例如，配电变压器的绕组短路或接地故障会导致三相电流的不平衡。
4.电源系统设计不合理：电源系统的不合理设计也可能导致三相不平衡。
例如，三相供电线路的长度不一致、线路阻抗不匹配、变压器设计失误等。
解决三相不平衡问题可以采取以下措施：1.均衡负载：通过均衡三相电路中的负载是解决不平衡问题的最有效方法。
可以重新规划负载分配，使得各相电流接近平衡。
这可以通过改变负载接入位置、调整负载的功率分配等方式实现。
2.调整电源：对于供电系统导致的不平衡问题，可以通过调整电源的输出特性来解决。
例如，改变变压器绕组的连接方式、增加或减少其他线路的负载等。
3.安装补偿装置：使用电力电子器件和相关控制方法可以在三相电路中安装补偿装置来调整不平衡。
例如，使用静态无功功率补偿器（SVG）来实现电流的均衡。
4.检测和监控：定期对三相电路进行检测和监控，及时发现和解决不平衡问题。
可以使用电能质量分析仪等设备来监测三相电压和电流的不平衡程度，并进行相应的调整和修复工作。
5.系统改造：在供电系统设计和建设阶段，考虑到三相不平衡的问题，采取相应的措施来避免或减轻不平衡。
例如，合理规划线路、选择合适的变压器和电源设备、合理设计系统的连接和调整方式等。
综上所述，三相不平衡产生的原因主要包括不同负载工况、不同负载特性、供电系统故障和电源系统设计等。
解决三相不平衡问题可以通过均衡负载、调整电源、安装补偿装置、检测和监控以及系统改造等措施来实现。
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配电网三相不平衡常见原因分析
作者：杨磊刘天纵张兆娴张翠
来源：《科技风》2017年第02期
摘要：随着用电需求不断增加，对配电网的要求也越来越高。
不仅要保证供电可靠性，还要保证电能质量。
然而，在实际运行中，由于多种原因，可能造成配电台区发生严重三相不平衡，威胁配电网安全经济运行。
因此，对造成三相不平衡原因进行归纳分析十分重要。
本文阐述了三相不平衡的概念和实际应用中对三相不平衡台区的判定，总结了三相不平衡的四个主要危害，并对遇到的超过100个三相不平衡台区进行重点分析，归纳了产生三相不平衡的四个主要原因，为三相不平衡台区原因查找及治理提供参考。
关键词：配电网；配电变压器；三相不平衡
当前，配电网结构复杂，电力用户的用电类型也多种多样，由于负荷类型不同、用电时间不同等多种原因，可能导致配电变压器台区出现严重的三相不平衡。
随着用户对电能质量的要求不断提高，配电网三相不平衡问题日益突出。
在配电台区中，理想状态是使负荷平均地分配到A、B、C三相上并运行于三相平衡状态，但实际中很难做到。
实际负荷多以单相负荷、单-三相负荷混合形式存在，某些地区单相负荷占比大，所以会产生三相不平衡，严重的三相不平衡状态会对供电质量造成影响，本文主要对实际中遇到的超过100个三相不平衡台区的产生原因进行归纳分析，总结了四个主要原因。
一、三相不平衡概念
三相不平衡是电能质量的指标之一，分为三相电压不衡和三相电流不平衡。
对于三相电压不平衡，国标GB15543-2008《电能质量三相电压不平衡》对电压不平衡的定义为，三相电压在幅值上不同或相位差不是120度，或兼而有之[ 1 ]。
且规定电力系统公共连接点电压不平衡度限值为负序电压不平衡度允许值不超过2%，短时不超过4%。
在实际中，还常用到三相电流不平衡的概念，三相电流不平衡与三相电压不平衡类似，引入三相电流不平衡度来表示不平衡程度大小，国网公司PMS2.0监测系统中将其定义为：
三相不平衡度=（最大相电流-最小相电流）/最大相电流*100%，
根据上述定义，如果某台区三相不平衡度大于25%且负载率大于60%，持续时间在2小时以上，就认为该台区三相不平衡。
图1为某个三相不平衡台区24小时电流波形。
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图1 三相不平衡台区某天电流波形
二、三相不平衡的危害
三相不平衡主要有以下四方面的危害[ 2 ]：
一是导致线路损耗增加。
三相四线制供电网络运行于三相不平衡状态时，中性线有电流流过，增加了网络损耗，不平衡度越大，线损越大。
二是导致变压器损耗增加。
配电变压器运行于不平衡状态时，有零序电流产生，零序电流产生零序磁通，它使变压器发热加剧，绝缘老化加速，寿命缩短。
此外，还会降低变压器出力，不利于经济运行。
三是造成低电压，还可能影响用电安全。
三相负载不平衡导致三相电流不平衡，三相电流不平衡进一步导致变压器内部三相压降不等，负载重的一相电压降低造成低电压，负载轻的一相电压升高有可能造成电器设备损坏，产生事故，降低供电可靠性。
四是电动机效率降低。
由于三相不平衡产生负序磁场导致电动机输出功率减少，同时其增加温升，既不经济也不安全。
三、三相不平衡常见原因分析
现对工作中遇到的超过100个三相不平衡台区进行分析，整体情况如图2所示。
负荷分配不均是造成三相不平衡的主要因素，占比最大，为79.2%，其他因素合计约占总数的五分之一，下面分别对四种主要原因进行分析。
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图2 三相不平衡达原因分类和占比
（一）负荷分配不均导致三相不平衡
负荷分配不均导致三相不平衡是最常见的原因，指负荷未被平均分配到A、B、C三相上造成的三相不平衡。
装表接电人员在进行负荷接入时没有综合考虑最终结果，接线时负荷分配具有随意性，导致三相不衡。
这种情况三相电流曲线往往表现为A、B、C相中某相电流总是高于其他两相的电流曲线。
出现这种情况时，可以通过重新分配负荷的方法来调节，即通过计算将电流曲线高的相上的负荷合理转移到其他两相上。
（二）用电负荷随机变化无法预测导致三相不平衡
居民负荷往往以单相负荷为主，即使平均分配了A、B、C三相负荷，实际中也很难保证接于三相的电气设备同时开启或退出。
例如，接于A相的居民用户晚上开启大量电器与此同时接于B相的用户因外出屋内电器全部关闭，即用电时间不同。
实际中这种规律性不强的负荷以商业负荷居多，如饭店、娱乐场所等，负荷大小和用电时间均不同。
这种情况下负荷随机性波动，不能预测，且从三相电流曲线上看，有时A相电流大，有时B相大，有时C相大，规律性不强，曲线交叉重叠，这种情况无法通过调整负荷来解决，一般加装自动调节装置解决[ 3-4 ]。
（三）大功率负荷导致三相不平衡
随着电力设备种类越来越多及其应用越来越广泛，居民或商业场所装设的大功率设备逐渐增加，这些设备的开启或关闭时段没有规律。
当这些设备打开时，就会破坏三相平衡状态，当关闭时又回到平衡状态。
此外，用户还可能根据自己的需要增加大功率负荷，这种情况不可控。
所以，大功率设备的突然开启或不可控增加也是造成三相不平衡的原因之一。
（四）外力因素导致三相不平衡
外力因素也会造成配电网三相不平衡，这类原因所占比例较小，主要包括以下几个方面：
一是采集装置和计量问题造成，采集数据显示不平衡度增加然而经现场实测电压、电流均正常，这种情况可能是采集装置接线不牢等原因造成。
二是窃电造成，应加强整治违规用电力度，做好用电宣传。
三是季节性因素和临时用电影响，如冬季电采暖、夏季空调及农业等负荷。
四是其他外力因素，如发生断线故障，或拆迁片区，等等。
四、总结
综上，三相不平衡既会影响配电网的经济运行，又会影响供电质量。
本文阐述了三相不平衡的概念和实际中对三相不平衡台区的判定，然后说明了三相不平衡的危害，并重点分析了产生三相不平衡的四个主要原因：
一是负荷分配不均导致三相不平衡；
二是用电负荷随机变化无法预测导致三相不平衡；
三是大功率负荷导致三相不平衡；
四是外力因素导致三相不平衡。
本文的结论为三相不平衡台区原因快速查找及治理提供了重要参考。
参考文献：
[1] 电能质量.三相电压不平衡[S]. GB15543-2008.
[2] 高僮，刘大勇，郭莉，等.长春地区配电网三相不平衡现状[J].长春工程学院学报，2014，15（4）.
[3] 王志伟.低压配电网三相不平衡监测装置的设计与实现.太原理工大学硕士论文[D].2015.
[4] 方恒福，盛万兴，王金丽，等.配电台区三相不平衡实时在线治理方法研究[J].中国电机工程学报，2015，35（9）.
作者简介：
杨磊（1987-），男，国网天津电力科学研究院设备状态评价中心，工程师，长期从事配电网及变压器专业相关工作。