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時間：2020-12-25作者：江蘇安科瑞電器制造有限公司瀏覽：19

三相不平衡的原因、危害以及解決措施

三相不平衡

三相不平衡是電能質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，雖然影響電力系統(tǒng)的因素有很多，但正常性不平衡的情況大多是因為三相元件、線路參數(shù)或負(fù)荷不對稱。由于三相負(fù)荷的因素是不一定的，所以供電點的三相電壓和電流易出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，損耗線路。不僅如此，其對供電點上的電動機也會造成不利的影響，危害電動機的正常運行。




配三相不平衡的原因

1、三相負(fù)荷的不合理分配。

很多的裝表接電的工作人員并沒有專業(yè)的對于三相負(fù)荷平衡的知識概念，因此在接電的時候并沒有注意到要控制三相負(fù)荷平衡，只是盲目和隨意的進(jìn)行電路的接電荷裝表，這在很大程度上造成了三相負(fù)荷的不平衡。

其次，我國的大多數(shù)電路都是動力和照明混為一體的，所以在使用單相的用電設(shè)備時，用電的效率就會降低，這樣的差異進(jìn)一步加劇了配電變壓器三相負(fù)荷的不平衡狀況。

2、用電負(fù)荷的不斷變化。

造成用電負(fù)荷不穩(wěn)定的原因包括了地II經(jīng)常出現(xiàn)的拆遷，移表或者用電用戶的增加；

臨時用電和季節(jié)性用電的不穩(wěn)定性。這樣在總量上和時間上的不確定和不集中性使得用電的負(fù)荷也不得不跟隨實際情況而變化。

3、對于配變負(fù)荷的監(jiān)視力度的削弱。

在配的管理上，經(jīng)常會忽略三相負(fù)荷分配中的管理問題。在配的檢測上，對配電變壓器的三相負(fù)荷也沒有進(jìn)行定期的檢測和調(diào)整。

除此之外，還有很多因素造成了三相不平衡的現(xiàn)象，例如線路的影響以及三相負(fù)荷矩的不相等等。

三相不平衡的危害

1、增加線路的電能損耗

在三相四線制供絡(luò)中，電流通過線路導(dǎo)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(dāng)?shù)蛪阂匀嗨木€制供電時，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

配電變壓器是低壓的供電主設(shè)備，當(dāng)其在三相負(fù)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(fù)載的不平衡度而變化的。

3、配變出力減少

配變設(shè)計時，其繞組結(jié)構(gòu)是按負(fù)載平衡運行工況設(shè)計的，其繞組性能基本一致，各相額定容量相等。配變的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，配變在三相負(fù)載不平衡時運行，其輸出的容量就無法達(dá)到額定值，其備用容量亦相應(yīng)減少，過載能力也降低。假如配變在過載工況下運行，即易引發(fā)配變發(fā)熱，嚴(yán)重時甚至?xí)斐膳渥儫龘p。

4、配變產(chǎn)生零序電流

配變在三相負(fù)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(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，而鋼構(gòu)件的導(dǎo)磁率較低，零序電流通過鋼構(gòu)件時，即要產(chǎn)生磁滯和渦流損耗，從而使配變的鋼構(gòu)件局部溫度升高發(fā)熱。

配變的繞組絕緣因過熱而加快老化，導(dǎo)致設(shè)備壽命降低。同時，零序電流的存也會增加配變的損耗。

5、影響用電設(shè)備的安全運行

配變是根據(jù)三相負(fù)載平衡運行工況設(shè)計的，其每相繞組的電阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。當(dāng)配變在三相負(fù)載平衡時運行，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。

假如配變在三相負(fù)載不平衡時運行，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，配變在三相負(fù)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(dǎo)致中性點漂移，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*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)備則可能無法使用。所以三相負(fù)載不平衡運行時，將嚴(yán)重危及用電設(shè)備的安全運行。

6、電動機效率降低

配變在三相負(fù)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(fù)序、零序三個電壓分量，當(dāng)這種不平衡的電壓輸入電動機后，負(fù)序電壓產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場與正序電壓產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場相反，起到制動作用。但由于正 序磁場比負(fù)序磁場要強得多，電動機仍按正序磁場方向轉(zhuǎn)動。

而由于負(fù)序磁場的制動作用，必將引起電動機輸出功率減少，從而導(dǎo)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(jì)和不安全的。

改進(jìn)配三相不平衡的技術(shù)

1、注重對三相負(fù)荷的合理分配

在對三相負(fù)荷的分配問題上，電力工作人員應(yīng)當(dāng)在實際的工作中將相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真的采集和記錄，達(dá)到能夠在一定程度上預(yù)測用電負(fù)荷的狀態(tài)。

其次，可以通過裝設(shè)平衡裝置的方式來達(dá)到較好三相平衡的分配問題。

2、對三相負(fù)荷中不平衡電流的治理方法

根據(jù)不平衡電流電納的補償原理，在任何一個可以確定的時刻，主要出現(xiàn)了三相不接地的不平衡負(fù)載，那么他們中的每一個相負(fù)載都可以同一個電阻和電容形成并聯(lián)的形式。

因此，在不平衡電流治理電納補償理論的指導(dǎo)下，可以將不同性質(zhì)符合的等效進(jìn)行分析，確定相間和相對地的無功補償量。

當(dāng)配電變壓器要進(jìn)行不平衡電流的補償時，應(yīng)該滿足一下的幾點原則。

一點是需要注意到電流的治理應(yīng)當(dāng)有兩個內(nèi)容，一個是補償功率因數(shù)，一個是調(diào)節(jié)三相電流不平衡，這兩者共同確定了補償所需要的無功功率。

二點是在實際的工程施工時，應(yīng)當(dāng)采用全容性的治理方式，與電感補償相區(qū)分，避免出現(xiàn)嚴(yán)重過補償?shù)那闆r。

三點是需要考慮到負(fù)荷是會隨著時間的變化而變化的，基于這種特性，補償量也應(yīng)該根據(jù)負(fù)荷的變化進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

四點表現(xiàn)在裝置開關(guān)和補償設(shè)備的投切次數(shù)的限制，要在設(shè)計時將全天的優(yōu)化方案進(jìn)行策略的管理。

總之，在進(jìn)行比例調(diào)節(jié)系數(shù)額設(shè)置時，需要同時考慮功率因數(shù)的限制條件以及過補償限制的條件。

3、增設(shè)對三相負(fù)荷的檢測調(diào)整

定期開設(shè)對三相負(fù)荷的檢測工作也是非常必要的。在對三相符合的合理分配以及控制后，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)開設(shè)檢測工作。

電力的平衡不能是一定的，只能是盡力做到相對的平衡，在實際的檢測工作中，各部門應(yīng)當(dāng)以和相關(guān)部門制定的平衡度的衡量指標(biāo)作為一個標(biāo)準(zhǔn)，將檢測的結(jié)果進(jìn)行專業(yè)的記錄和分析，對各相的負(fù)荷電流進(jìn)行定期的檢測，以便于及時發(fā)現(xiàn)一些三相的不平衡狀況。

當(dāng)在檢測過程中發(fā)現(xiàn)有安全隱患的部位，要及時的進(jìn)行調(diào)整和修改。對于檢測過程中未發(fā)現(xiàn)問題的部位，也應(yīng)當(dāng)提高瞽惕。在檢測結(jié)束以后，不僅需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理和分析，還要進(jìn)行及時的反饋。

這里的反饋主要是指根據(jù)檢測結(jié)果推斷出的三相需要進(jìn)行的調(diào)整，以及對于新技術(shù)在三相中運用的可能性預(yù)測。通過合理的檢測和對檢測結(jié)果的深入分析，我們可以盡可能地避免不平衡現(xiàn)象的出現(xiàn)，降低用電事故的出現(xiàn)。

由不對稱負(fù)荷引起的三相電壓不平衡可以采取的解決辦法：

1、將不對稱負(fù)荷分散接在不同的供電點，以減少集中連接造成不平衡度嚴(yán)重標(biāo)的問題。

2、使用交叉換相等辦法使不對稱負(fù)荷合理分配到各相，盡量使其平衡化。

3、加大負(fù)荷接入點的短路容量，如改變網(wǎng)絡(luò)或提高供電電壓級別提高系統(tǒng)承受不平衡負(fù)荷的能力。

4、裝設(shè)平衡裝置。

簡要列出以上幾種解決三相電壓或電流不平衡對及電能質(zhì)量危害的技術(shù)措施。具體應(yīng)該采取哪一種措施較為合理有效，還要根據(jù)實際情況，經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較后確定實施。

在低壓三相四線制的城市居民和農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)中：

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間的不同。所以，中三相間的不平衡電流是客觀存在的，并且這種用電不平衡狀況無規(guī)律性，也無法事先預(yù)知。導(dǎo)致了低壓供電系統(tǒng)三相負(fù)載的長期性不平衡。

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