配电网三相负荷不平衡危害及改善措施

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低压配网三相不平衡运行的影响及治理

低压配网三相不平衡运行的影响及治理

低压配网三相不平衡运行的影响及治理低压配网是城市电力配送的重要组成部分,而三相不平衡运行是低压配网中常见的问题之一。

三相不平衡指的是低压配网三相电压、电流或负载不均匀分布的现象,会导致配网线路过载,影响用户用电质量,甚至引发事故。

对低压配网三相不平衡运行进行治理具有重要意义。

本文将从影响开始,具体探讨低压配网三相不平衡运行的影响及治理方法。

一、影响1. 电力损耗增加低压配网三相不平衡运行会导致各相电流不一致,使得配网线路的电阻、电感不平衡,从而增加线路的有功损耗和无功损耗,造成电能浪费。

2. 电压不稳定三相不平衡会使得各相的电压不一致,若一个相电压过高,另一个相电压过低,会影响用户的正常用电,造成电压不稳定的情况,甚至引发电器损坏或设备故障。

3. 线路过载由于三相不平衡导致某一相负载过重,其它相负载较轻,容易导致线路过载,加剧线路热负荷,降低线路的安全运行水平,存在一定的安全隐患。

4. 设备寿命缩短三相不平衡会使得变压器、电缆、开关设备等电力设备长期工作在不平衡状态下,导致设备磨损加速,降低设备的使用寿命,增加运行维护成本。

二、治理方法1. 优化配网结构合理设计低压配网拓扑结构,降低电压损耗,减小线路阻抗,提高供电质量,减小三相不平衡的可能性。

2. 励磁设备增补通过在配网中增设补偿设备,如动态无功功率补偿装置、静态无功功率补偿装置等,调节配网中的无功功率平衡,减小三相不平衡对电网的影响。

3. 负载均衡管理采用智能负载管理技术,根据用户的用电情况进行负载均衡,通过实时监测和调整负载,确保各个配变台负载均衡,减小三相不平衡的概率。

4. 设备升级改造对配网中老化的设备进行升级改造,采用新型节能、高效、稳定的设备,如变压器、电缆、开关设备等,提高设备的运行稳定性和耐受能力。

5. 完善保护措施加强低压配网的安全保护措施,建立健全的安全监测体系和应急处理机制,及时排除线路故障,减少三相不平衡对供电安全的影响。

低压配网三相不平衡运行的影响及治理

低压配网三相不平衡运行的影响及治理

低压配网三相不平衡运行的影响及治理低压配网三相不平衡运行会对电网运行产生一系列的影响,主要表现为:1. 电能损耗增加:三相电流不平衡会导致系统中出现零序电流,这样就会使得系统中的电阻和电感等元件产生一定的电能损耗。

尤其是在电流不平衡较大的情况下,电能损耗更加明显,会增加系统的电能消耗。

2. 设备过载:当三相电流不平衡较大时,可能会导致某一相的负荷过大,超过了设备的额定负荷,从而引起设备过载。

长时间的过载运行会加剧设备的老化,降低设备的寿命,甚至造成设备的损坏,对系统的可靠性产生威胁。

3. 电压不稳定:电流不平衡会导致线路中出现零序电流,而零序电流会引起系统中电压的不稳定,进而对设备的运行产生不良影响。

特别是对感性负载而言,零序电流会导致设备感受到的电压下降,影响设备的正常运行。

4. 线路损耗增加:三相电流不平衡会导致系统中的线路电流增大,增加了线路的损耗。

电流不平衡越大,线路损耗就越明显。

这会浪费大量的电能,不仅增加了用户的用电成本,同时对系统的运行效率也产生了不利影响。

为了解决低压配网三相不平衡运行带来的问题,需要采取相应的治理措施:1. 平衡负荷:通过调整用户负荷分配,使得各相之间的负荷平衡。

还可以通过定期对系统进行检测和分析,及时调整用户负荷,保持三相电流的平衡。

2. 使用补偿装置:通过安装补偿装置,补偿三相电压、电流的不平衡,并抑制零序电流的产生。

常用的补偿装置有静态无功补偿器、无功功率控制器等。

3. 优化线路设计:合理设计低压配网线路的参数,如线路的截面积、电抗器选择等,从而降低线路的电阻和电感,减少电能损耗。

4. 定期维护检修:对低压配网设备进行定期的维护检修,确保设备处于良好的运行状态,延长设备的使用寿命,减少设备故障的发生。

低压配网三相不平衡运行会对电网运行产生诸多影响,通过采取相应的治理措施,可以有效降低不平衡运行带来的问题,提高电网的可靠性和经济性。

三相不平衡的治理及改善措施

三相不平衡的治理及改善措施

三相不平衡的治理及改善措施三相不平衡的治理及改善措施三相不平衡的危害1、三相负荷不平衡影响设备的运行出力,发电机设备容量设计是按三相负荷条件来确定的,如果三相负荷不平衡,设备容量只能以三相负荷中最大一相为限,因此设备出力降低。

2、三相负荷不平衡,中性线就有电流通过,低压供电线路损耗增大。

3、三相负荷不平衡,造成三相电压不对称,使中性点电位产生位移。

三相中哪相负荷大,哪相电压就降低,而负荷小的相电压升高。

为此,如果控制中性线电流不超过20%,则中性点位移不会造成三相电压的严重不对称。

规程要求电流不平衡度β不得大于20%,计算公式为β=(Imax-Icp)/Icp×100%(式中Imax为最大电流,Icp为平均电流)。

4、中性电流过大,使配电变压器运行温度升高,严重时会将变压器烧坏。

当中性线电流过大时,零序电流所产生的零序磁通会在油箱壁及钢结构件中通过,引起较大的损耗,从而使配电变压器运行温度升高。

绝缘油和绝缘材料长期受到高温影响,变压器寿命会缩短,严重的甚至烧坏。

5、三相负荷不平衡造成三相电压不平衡,影响电动机的输出功率,并使绕阻温度升高。

三相电压不平衡时,在异步电动机定子中便产生了一个逆序旋转磁场,电动机在顺逆两序旋转磁场的作用下运行,由于顺序旋转磁场比逆序旋转磁场大,故电动机的旋转方向仍与顺序相同。

逆序磁场的存在,产生了较大的逆序方向的制动力矩,使电动机输出功率减小,又由于转子阻抗小,产生逆序电流大,使绕组温度升高,减小了电动机的使用寿命。

异步电动机的转矩与端电压的平方成正比,电压降低10%,转矩降低19%,满载时电流增加11%,温度升高6%~7%。

6、三相负荷不平衡,使有的相电压高,另外的相电压降低,这对照明中大量使用白炽灯也会产生不良影响,当端电压降低5%时,其光通量将减少18%,照度降低,而端电压升高5%,灯泡寿命减少一半,灯泡消耗量将剧增。

电压的高低还会使家用电器过压或欠压保护不能正常工作使用,国家标准规定:“企业内部供电电压偏移允许值,一般不超过额定电压±5%”。

低压配电网三相不平衡运行的影响及治理措施_林志雄

低压配电网三相不平衡运行的影响及治理措施_林志雄

低压配电网三相不平衡运行的影响及治理措施_林志雄三相不平衡运行主要影响包括:1.减少配电网的供电能力:由于三相不平衡会导致最小相电压过低,从而限制电网的供电能力,降低电网的可靠性。

2.增加线路和设备的损耗:三相不平衡会导致线路和设备的电流不平衡,使得其中一相电流过大,从而增加线路和设备的损耗,降低设备的寿命。

3.增加电能的损耗:三相不平衡会增加电能在线路中的损耗,降低电网的能量利用效率。

4.影响用户的电能质量:三相不平衡会使电压波动较大,从而影响用户的用电设备的正常运行,降低用电设备的寿命。

针对低压配电网三相不平衡运行的影响,可以采取以下治理措施:1.完善电力系统设计:在低压配电网的设计中,可以考虑增加电源变压器容量,提高电网的供电能力;合理规划线路和设备的选型,减少线路和设备的电流不平衡;增加变电站容量和蓄电池组,提高配电网的稳定性。

2.提高设备的负荷均衡性:通过合理的线路规划、设备选型和负荷管理,避免过度集中负荷在其中一相,减小电流不平衡,提高系统的可靠性和稳定性。

3.定期进行电力负荷调整和优化:通过合理的负荷调整和平衡,减小电网中的电流不平衡,提高电能的利用效率和供电质量。

4.安装电流互感器和电流回路:通过安装电流互感器和电流回路,实时监测和控制电流不平衡,及时采取调整措施,防止电流不平衡的发生和扩大。

综上所述,低压配电网三相不平衡运行会对电网的供电能力、设备损耗、电能消耗和用户用电质量等方面造成影响,需要采取一系列的治理措施来提高电网的稳定性和可靠性。

这些措施包括完善电力系统设计、提高设备负荷均衡性、定期进行电力负荷调整和优化,以及安装电流互感器和电流回路等。

通过全面的治理措施,可以减小电网中的三相不平衡现象,提高电网的运行效率和供电质量。

三相不平衡的原因、危害以及解决措施!

三相不平衡的原因、危害以及解决措施!
• 第四点表现在装置开关和补偿设备的投切 次数的限制,要在设计时将全天的优化方 案进行策略的管理。
• 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。

三相不平衡的危害及解决办法

三相不平衡的危害及解决办法

三相不平衡的危害及解决办法第一篇:三相不平衡的危害及解决办法三相不平衡的危害及解决办现代电力系统除了满足电能的供求需要外,也必须保障供电系统及用户对电能质量的要求。

电能是电力系统的唯一产品,电能质量的好坏,直接影响到电网和工业生产,及人民生活的正常秩序。

大量非线性设备及负荷的干扰会使电网电能质量下降,其对电网及用户的危害是多方面的,严重时会造成设备损坏和电网事故。

一、三相电压或电流不平衡等因素产生的主要危害:1、旋转电机在不对称状态下运行,会使转子产生附加损耗及发热,从而引起电机整体或局部升温,此外反向磁场产生附加力矩会使电机出现振动。

对发电机而言,在定子中还会形成一系列高次谐波。

2、引起以负序分量为启动元件的多种保护发生误动作,直接威胁电网运行。

3、不平衡电压使硅整流设备出现非特征性谐波。

4、对发电机、变压器而言,当三相负荷不平衡时,如控制最大相电流为额定值,则其余两相就不能满载,因而设备利用率下降,反之如要维持额定容量,将会造成负荷较大的一相过负荷,而且还会出现磁路不平衡致使波形畸变,设备附加损耗增加等。

二、由不对称负荷引起的电网三相电压不平衡可以采取的解决办法:1、将不对称负荷分散接在不同的供电点,以减少集中连接造成不平衡度严重超标的问题。

2、使用交叉换相等办法使不对称负荷合理分配到各相,尽量使其平衡化。

3、加大负荷接入点的短路容量,如改变网络或提高供电电压级别提高系统承受不平衡负荷的能力。

4、装设平衡装置。

简要列出以上几种解决三相电压或电流不平衡对电网及电能质量危害的技术措施。

具体应该采取哪一种措施更为合理有效,还要根据实际情况,经过技术和经济比较后确定实施。

第二篇:三相不平衡损耗计算农村低压电网改造后低压电网结构发生了很大的变化,电网结构薄弱环节基本上已经解决,低压电网的供电能力大大增强,电压质量明显提高,大部分配电台区的低压线损率降到了11%以下,但仍有个别配电台区因三相不平衡负载等原因而造成线损率居高不下,给供电管理企业特别是基层供电所电工组造成较大的困难和损失,下面针对这些情况进行分析和探讨。

配电网三相不平衡的危害及改进措施


在一般的三相 四线制 的电力 系统 中,线路导线有电流通过时 ,由 于存在 阻抗,产生 电能损耗是在所难 免的。这种损耗的大小和通过线 路 电流的平方呈正 比例关系 。在 电网以三相四线制进行供 电时 ,因为 存在 单相 负载,造成三相 负载 的不平衡 是不可避免的。当 出现三相不 平衡运转 时 ,中性线路就会有 电流通 过,这样不但相线上会有 电流损 耗 ,中性线 上也会 出现损耗 ,从而使整个 电线 网络线路的损耗增加。 3配 电网三相不平衡的解决措施 3 . 1分散不对称 负荷 将不对称 的负荷进 行分散供应 ,避 免出现集中连接过多造成 的严 重不平衡现象的发生。三相系统达到平衡状态时的总功率是一定的,同 时间没有关系,而不平衡 的三相系统的的总功率是不断存在波动的,所 以,在把不平衡的三相系统改装成一个平衡 的系统时,在平衡的装置中 可以加一些能够暂时存储 电磁能量的一些 电磁元件来防止波动。 3 . 2将 不对称 的负荷适 当地分配到每个相 ,使 其接 近平衡 如 果 出现 的 电压 不 对 称 现 象 主 要 是 因 为 在 三 相 系 统 中 单 相 负 荷 的位置不合理 引起 的,那 在对 供电系统进行设计时就应该先将单相 负 荷均衡地分布在三相 中,从而降低三相负荷 电流 的不平衡度 。一般情 况下 ,供 电系统 的电流不平衡度应 该控制在2 0 %以内,但 也有一些例 外 ,如在在T N及T T 系统接地 的情 况下,低压 电网在选择Y / y 0 绕组 的三 相变压器 的条 件下 ,那么 由单相 不平衡 负荷产 生的 中性线 电流 不能超过 低压绕组 中额定 电流 的2 5 % ,并且其 中一相 的电流在达 到满 载 的情况 下不能超 出额定值在 1 0 0 0 V 以下的 电网系 统中的各项单相 设 备 ,且其各相之间的容量最高值和最低值之差应控 制在1 5 % 以内。 3 . 3把 不对称 负荷连到 更高电压级 这样 做就能保证 连接点之 间的短路容 量s k 能达到足 够大 ( 举例来 说 ,对 于单相负荷来说 当s k 能够达N5 O 倍 负荷容量时 ,就能将连接 点 的电压不平衡度 控制在2 %以内) 。 目前 国际上都会使 用静止无功补 偿器 也就是所谓 的S V C ,这 种补偿器最 大的特 点是 能够快速调价 无功 的功 能,因此被 广泛运用在一些冲击 负荷并 需要进 行快速 动态 无功补 偿 的状 况 , 以校 正 三 相 电压 的 不 平 衡 。这 主 要是 通 过分 相 进 行 无 功 功 率补 偿实现 。S V C 通常是 由感性和容性 并联成两大 回路 ,其 中,至少 有一个 回路作为动态回路,也就是能够根据 要求快速 调节的无功功率 回路 。根据动态 回路的不 同构成方式 , 目前的S V C 可以分为三种 :晶 闸管控制 的电抗 器即 ( T C R ) ;晶闸管投切 的电容 器即 ( T S C ) 和 自饱和 电 抗器 即( S R ) 。 平衡不可能是绝对 的,只 能尽力 做到相对平衡。在实际的工作中 要 以平衡度 的衡量指标为标准 ,加大 负荷 调查的分析力度,将各个配 电变压器 的各类 最大负载、平均负载 以及 未来的发展趋 势记录下来, 并定 期测试 各相负荷 电流 ,以便能够及 时发现 不平衡的状况。在对负 荷 问题进 行反馈时,应不定期地组织对其进 行调 整。总之,要根据国 家 的相 关标准采取经济 的、科学可行 的措施控制 不平衡现象的发生, 避 免损坏 用电设备和事故的 出现 ,从根本 上提高电能质量 ,确保 电力 系 统 的安 全 可 靠 运 行 。 参考文献: … 刘珊. 配 电网三相不平衡 问题的探 讨 … .科技创新与应用,

三相不平衡的危害以及解决措施

三相不平衡的危害以及解决措施1如果说起三相不平衡的危害就要先知道它形成的原因1.1三相负荷的不合理分配很多的工作人员并没有专业的对于三相负荷平衡的知识概念,因此在接线的时候并没有注意到要控制三相负荷平衡,只是盲目和随意的进行电路的接电荷装表,这在很大程度上造成了三相负荷的不平衡。

其次,我国的大多数电路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用电负荷的不断变化造成用电负荷不稳定的原因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。

1.3对于配变负荷的监视力度的削弱在配电网的管理上,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。

2三相不平衡的危害2.1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。

2.2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。

因为配变的功率损耗是随负载的不平衡度而变化的。

2.3影响用电设备的安全运行配电变压器是根据三相负载平衡运行工况设计的,其每相绕组的电阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。

当配变在三相负载平衡时运行,其三相电流基本相等,配变内部每相压降也基本相同,则配变输出的三相电压也是平衡的。

假如配变在三相负载不平衡时运行,其各相输出电流就不相等,其配变内部三相压降就不相等,这必将导致配变输出电压三相不平衡。

同时,配变在三相负载不平衡时运行,三相输出电流不一样,而中性线就会有电流通过。

因而使中性线产生阻抗压降,从而导致中性点漂移,致使各相相电压发生变化。

三相不平衡的原因危害以及解决措施!

三相不平衡的原因危害以及解决措施!三相不平衡是指三相电路中的三个相电压或电流的幅值不相等或者相角不等的情况。

三相不平衡可能由多种原因造成,例如电网电压不稳定、负载不均衡、线路阻抗不等等。

三相不平衡会给电力系统带来一系列的危害,包括降低电力系统效率、增加能耗、使设备损坏、影响电能质量等。

为了解决三相不平衡带来的问题,可以采取一系列的措施,包括优化负载分配、使用平衡设备、增加系统容量等。

首先,我们来分析一下导致三相不平衡的原因。

三相不平衡的原因可以从系统、负载和线路三个方面来分析。

从系统来看,电网电压不稳定是导致三相不平衡的主要原因之一、电网电压的不稳定性可能由于电网负荷变化大、供电线路阻抗不等、电源变压器故障等原因造成,这会导致不同相电压的幅值和相角发生变化,从而引起三相不平衡。

从负载来看,不同电器设备的功率需求不同,导致各个相的负载不均衡。

例如,在住宅区,电视、冰箱、洗衣机等电器设备的用电需求可能不同,这就会使得三相负载不平衡。

此外,由于三相线路中的负载采用的三相变压器可能存在不同的连接方式或者单相负载连接方式,也会导致三相不平衡。

从线路来看,线路阻抗不等是一种导致三相不平衡的常见现象。

由于线路长度、导线截面积、接触电阻等因素的差异,导致三相线路中的阻抗不同,进而导致电压不平衡。

三相不平衡会给电力系统带来一系列的危害。

首先,三相不平衡会降低电力系统的效率,增加系统能耗。

由于系统的三相电压或电流不平衡,会导致电能在传输过程中的损耗增加,使得系统的能效降低。

其次,三相不平衡会导致设备损坏。

由于系统中存在电流不平衡,会导致电机、变压器等设备的工作不平稳,增加设备的运行负荷,导致设备过热、烧损等问题。

此外,三相不平衡还会给用户带来电能质量问题,例如电压波动、谐波等,影响用电设备的正常运行。

为了解决三相不平衡带来的问题,可以采取以下措施。

首先,需要优化负载分配。

可以通过合理规划电器设备的用电方式、改善负载的均衡性,尽量减小三相负载不平衡。

三相电不平衡的危害及解决措施

三相电不平衡的危害及解决措施三相电不平衡指的是三相电网中的三相电流或电压之间存在不平衡的情况。

当电网中出现三相电不平衡时,会引起一系列的危害,包括设备寿命缩短、能源浪费、安全事故等。

因此,为了确保电力系统的正常运行,需要采取相应的解决措施。

首先,三相电不平衡会引起设备寿命缩短。

当三相电流或电压不平衡时,会导致各个设备的负荷不均衡,从而使得设备在运行过程中承受不均衡的负荷。

这样会导致设备的热负荷不均衡,加速设备的温度上升,缩短设备的寿命。

另外,不平衡的电流还会使电机发生轴向力,进一步损坏设备。

其次,三相电不平衡会导致能源浪费。

在三相电不平衡的情况下,不同的负载和设备承受的电流或电压不同,这将使得电能的分配不均匀。

有些电压和电流会被过载,而有些电压和电流则会被低负载。

一方面,过载电压和电流会浪费能源,另一方面,低负载电压和电流则不能发挥其最佳效能,也浪费了能源。

三相电不平衡还会引起电力系统的安全事故。

电力系统中的不平衡电流会导致线路过热、设备绝缘老化、电弧产生等问题,增加了火灾和电击的风险。

根据统计数据,电力系统的三相电不平衡是导致大部分电力设备事故的主要原因之一、因此,必须采取措施来解决三相电不平衡问题。

解决三相电不平衡问题的措施如下:1.定期检测和监测电力系统的三相电压和电流,发现不平衡的情况及时进行处理。

可以使用专业的电能质量分析仪器,对电力系统进行全面的检测和分析,找出不平衡的原因。

2.进行负载均衡。

根据电能质量分析的结果,可以调整电力系统中各个负载的接入方式,使各个负载平均分布,降低三相电不平衡。

3.安装三相电流互感器或电流差动保护装置。

三相电流互感器可以实时监测电力系统中三相电流的大小和不平衡度,并及时提醒操作人员进行处理。

电流差动保护装置可以感知不平衡电流,并迅速切断供电,保护设备和人员的安全。

4.安装无功补偿装置。

无功补偿装置可以在电力系统产生无功电流时进行调节,提高电力系统的功率因数,减少电力系统的负荷不平衡。

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配电网三相负荷不平衡危害及改善措施
作者:梁凤敏李振成
来源:《探索科学》2015年第11期
摘要:随着电力系统的发展,配电网的三相负荷不平衡现象日益突出。

当三相负荷分布不对称时,造成电能损耗增大,电气设备损坏、降低供电企业经济效益,影响安全用电。

本文结合工作实际,分析了配电网三相负荷不平衡的危害,探讨实现三相负荷平衡的的对策,目的是提高电能质量,确保系统的安全、可靠和经济运行。

关键字:三相不平衡;危害;措施
随着社会经济的发展,电力负荷的增加,供电企业不断加强配电网改造和建设,在负荷中心设置配电变压器,增添配电变压器数量,缩短供电半径,加大导线直径等措施,取得了一定效果。

但在实际工作及运行中,城乡配电网大量采用了三相四线制接线方式,且配电变压器为Y/Y0 接线,存在很多的单相负荷,此外单相用户的不可控增容、大功率单相负载的接入、单相负荷用电的不同时性以及工作人员的疏忽等等,都造成了三相负荷的不平衡。

配电网若在三相负荷不平衡度较大情况下运行,将会给配电网与电气设备造成不良影响。

一、三相不平衡的概念
三相电压(或电压)相量大小相等,并且按照A、B、C的顺序,彼此之间构成120°角,这种情况被称为三相平衡(或对称),反之被称为三相不平衡系统。

三相不平衡是指在电力系统中三相电流(或电压)幅值不一致,且幅值差超过规定范围。

三相电压不平衡是因三相负荷之间彼此不平衡导致的。

通常情况下,三相不平衡又可以分为正常性和事故性两类。

对于正常性的不平衡来说,通常情况下是由系统三相元件或负载彼此之间不对称造成的,将三相电压允许不平衡度作为衡量电能质量的指标。

二、配电网三相不平衡的主要危害
1、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,当其在三相负荷不平衡工况下运行时,将会造成配变损耗的增加。

2、配电变压器出力减少。

配变设计时,其绕组结构是按负载平衡运行工况设计的,其绕组性能基本一致,各相额定容量相等。

配变的最大允许出力要受到每相额定容量的限制。

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。

3、配变产生零序电流。

配变在三相负载不平衡工况下运行,将产生零序电流,该电流将随三相负载不平衡的程度而变化,不平衡度越大,则零序电流也越大。

运行中的配变若存在零序电流,则其铁芯中将产生零序磁通。

4、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。

5、电动机效率降低。

配变在三相负载不平衡工况下运行,将引起输出电压三相不平衡。

由于不平衡电压存在着正序、负序、零序三个电压分量,当这种不平衡的电压输入电动机后,负序电压产生旋转磁场与正序电压产生的旋转磁场相反,起到制动作用。

但由于正序磁场比负序磁场要强得多,电动机仍按正序磁场方向转动。

而由于负序磁场的制动作用,必将引起电动机输出功率减少,从而导致电动机效率降低。

6、影响用电设备的安全运行。

配变是根据三相负载平衡运行工况设计的,其每相绕组的电阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。

当配变在三相负载平衡时运行,其三相电流基本相等,配变内部每相压降也基本相同,则配变输出的三相电压也是平衡的。

当配变在三相负荷不平衡时运行,其各相输出电流就不相等,其配变内部三相压降就不相等,这必将导致配变输出电压三相不平衡。

同时,配变在三相负荷不平衡时运行,三相输出电流不一样,而中性线就会有电流通过。

因而使中性线产生阻抗压降,从而导致中性点漂移,致使各相相电压发生变化。

所以三相负载不平衡运行时,将严重危及用电设备的安全运行。

三、配电网三相不平衡的解决措施
1、将单相用户均衡地分配到三相上,并按一定顺序排列。

相线与零线应按A、B、C、O 采用不同颜色的导线或标识。

同时要减少单相负载接户线的总长度,减少迂回,避免交叉跨越,使其尽量平衡化。

2、积极开展变压器负荷实际测量和调整工作。

配变的负荷实测工作需要注意的,一是实测工作在测量配变低压侧A、B、C 三相引出线的相电流,同时要测量零线上的电流,或者是测量零线(排)对地电压,从而可以更好地比较出三相负荷的不平衡情况,二是实测工作要向低压配电线路的末端和分支端延伸,这样可以进一步发现不平衡负荷的出现地点,确定调荷点,三是负荷实测工作采取定期、不定期相结合进行开展,尤其是在大用电负荷投运和在高峰负荷期间,要增加实测的次数,通过及时的测量配变低压出线和接近用户端的低压线路电流,便于准确地了解设备的运行情况。

根据测量情况,做好负荷的均衡合理分配。

将不对称负荷分散接在不同的供电点,以减少集中连接造成不平衡度严重超标的问题。

均衡分配用户不仅仅是每相接单相负荷用户总数的三分之一,而是要把其中用电负荷、漏电情况在同一等级的用户也均衡地分配到三相上。

可以使用交叉换相等办法使不对称负荷合理分配到各相,尽量使其平衡化。

3、调整不平衡电流无功补偿装置。

调整不平衡电流无功补偿装置,在补偿系统无功的同时调整不平衡有功电流,其理论结果可使三相功率因数均补偿至1,三相电流调整至平衡。

实际应用表明,可使三相功率因数补偿到0.95以上,使不平衡电流调整到变压器额定电流的10%以内。

4、装置三相断相保护器。

为了保证三相平衡运行,装置三相断相保护器,起到对任何一相断路时的保护作用,有断相时可以快速的切断电源,以免引起三相不平衡。

5、适当的改变网络设置,或者是将电压的供电级别提高到相应的标准后,这样就能使在发生不平衡负荷时有相应承担能力,加大负荷接人点的短路容量。

根据实际运行的情况进行相应的技术和经济比较后,采取适宜的措施。

6、加强配电网三相不平衡管理。

建立常态管理机制,规范配变三相负荷的管理与考核制度。

加强配电网规划、建设和改造中三相负荷平衡管理,配变布点尽量接近负荷中心,避免迂回供电,尽量多设三相四线制线路,少设单相线路。

将配变下的单相负荷用户统一规划,均衡地分配到低压线路的三相上,并记录在册。

客户内部负荷不平衡导致配变三相负荷不平衡时,应加强与客户的沟通协调,向客户说明达到三相负荷平衡后的安全性和经济性,取得客户的支持,帮助客户对内部进行三相负荷调整。

四、结束语
电力系统中三相不平衡是影响供电系统电能质量的重要因素。

在实际系统运行中,配电网三相负荷不平衡的情况是普遍存在的,对线路损耗、电压质量、安全运行等都会产生较大影响。

供电企业必采取切实可行的措施平衡三相负荷,提升电网安全、经济运行水平。

参考文献
[1] 林海雪.电力系统三相不平衡.中国电力出版社. 1998-5-1。

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