配电变压器三相负荷不平衡的危害、产生原因及解决措施

导读

本文分析了配电变压器三相负荷不平衡的危害、产生的原因，并提出解决不平衡的措施。

一配电变压器三相负荷不平衡的危害

1.线损增加： 配电变压器的负载损耗随变压器的负载电流变化而变化，并与负载电流的平方成正比，在变压器输送相同容量的情况下，三相负荷不平衡，其有功损耗增大。

另外，导线上也将产生功率损耗。不平衡度越大，线路损耗就越大。

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。

3.配变出力减少： 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。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。

4.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。

零序电流通过钢构件时，即要产生磁滞和涡流损耗，从而使配变的钢构件局部温度升高发热，绕组绝缘因过热而加快老化，导致设备寿命降低。

5.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。

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，严重危及用电设备的安全运行。

6.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。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。

同时，电动机的温升和无功损耗，也将随三相电压的不平衡度而增大。所以电动机在三相电压不平衡状况下运行，是非常不经济和不安全的。

二造成三相负荷不平衡的原因

（1）对三相负荷平衡的重要性认识不够。管理人员在管理上没有严格按规程规定去做，更没有按考核要求执行。

（2）单相用电设备的大量存在。近年来大量的中高档、大功率单相电器已经进入寻常百姓家。在单相负载用电量极大增长的情况下，加上同时使用的几率不一致，可能使低压电网的三相负荷不平衡度加大。

（3）由于管理人员对台区的三相负荷变化规律和分配的情况不熟悉，造成在新增单相用户用电申请时，特别是大的单相设备在分配时不能按三相负荷平衡分配。

（4）临时用电和季节性用电量增大，如夏季、冬季、节假日期间，各用户用电量增加幅度不一致，造成三相负荷不平衡。

三改善措施 

1.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。

2.加强管理工作

（1）每年组织专人在绘制变压器网络图和负荷分配图，把各相上的用电户数、电能表的型号等有关数据制定成方便易查的表格，并检查有无遗漏或新增用户，结合负荷变化情况，及时更新。

（2）给专人配备钳形表，每月至少进行一次负荷测试，检查三相负荷不平衡情况。

（3）针对临时用电、季节性用电，要求管理人员必须熟悉用户的基本情况、安装地点、用电量的变化情况等，然后根据情况及时调整。

（4）新增单相设备申请用电，做好负荷的功率分配，尽可能均匀分配到三相电路上。

3.调整三相不平衡负荷，做到“四平衡”

“四平衡”既计量点平衡、各支路平衡、主干线平衡和变压器低压出口侧平衡。

在这4个平衡当中，重点是计量点和各支路平衡，可把用户平均用电量做为调整依据，把用电量大致相同的作为一类，分别均匀调整到三相上。

4.将三相线路同时引入负荷点

由于三相同时引入负荷点比单相引入负荷点时损耗明显减少，为了取得三相负载的对称，应将三相线路同时引入负荷点。

尽量扩大三相四线制的配电区域，减少单相供电干线长度。接户线应尽量由同一电杆上分别从u、v、w三相引入.且三组单相接户线的负载应尽量平衡。

5.合理设计电网改造方案

结合线路改造，为使改造后达到三相负荷平衡，必须合理设计电网改造方案。设计前要了解负荷变化规律和负荷分配的情况，进行现场勘察，掌握负荷分布情况，绘制负荷分配接线图。

严格按三相负荷平衡的原则进行布线，尽量使三相四线深入到各重要负荷中心。

审核编辑：汤梓红