三相不平衡有什么危害_如何治理

　　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非常的多，但正常性不平衡的情况大多是因为三相的元器件、线路参数或负荷的不对称。由于三相负荷的因素是不一定的，所以供电点的三相电压和电流极易出现三相不平衡的现象，损耗线路。不仅如此，其对供电点上的电动机也会造成一些不利的影响，严重危害电动机的正常运行。本文首先介绍了三相电流不平衡的主要危害，其次阐述了三相负荷不平衡的危害，最后介绍了三相不平衡如何治理的措施，具体的跟随小编一起来了解一下。

　　三相电流不平衡的主要危害

　　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、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。

　　

　　三相负荷不平衡的危害

　　1、对配电变压器的影响

　　（1）三相负荷不平衡将增加变压器的损耗：

　　变压器的损耗包括空载损耗和负荷损耗。正常情况下变压器运行电压基本不变，即空载损耗是一个恒量。而负荷损耗则随变压器运行负荷的变化而变化，且与负荷电流的平方成正比。当三相负荷不平衡运行时，变压器的负荷损耗可看成三只单相变压器的负荷损耗之和。

　　从数学定理中我们知道：假设a、b、c 3个数都大于或即是零，那么a+b+c≥33√abc　。

　　当a=b=c时，代数和a+b+c取得最小值：a+b+c＝33√abc　。

　　因此我们可以假设变压器的三相损耗分别为：Qa＝Ia2 R、Qb= Ib2 R 、Qc =Ic2 R，式中Ia、Ib、Ic分别为变压器二次负荷相电流，R为变压器的相电阻。则变压器的损耗表达式如下：

　　Qa+Qb+Qc≥33√［（Ia2 R）（Ib2 R）（Ic2 R）］

　　由此可知，变压器的在负荷不变的情况下，当Ia=Ib=Ic时，即三相负荷达到平衡时，变压器的损耗最小。

　　则变压器损耗：

　　当变压器三相平衡运行时，即Ia=Ib=Ic=I时，Qa＋Qb＋Qc=3I2R；

　　当变压器运行在最大不平衡时，即Ia=3I，Ib=Ic＝0时，Qa=（3I）2R=9I2R=3（3I2R）；

　　即最大不平衡时的变损是平衡时的3倍。

　　（2）三相负荷不平衡可能造成烧毁变压器的严重后果：

　　上述不平衡时重负荷相电流过大（增为3倍），超载过多，可能造成绕组和变压器油的过热。绕组过热，尽缘老化加快；变压器油过热，引起油质劣化，迅速降低变压器的尽缘性能，减少变压器寿命（温度每升高8℃，使用年限将减少一半），甚至烧毁绕组。

　　（3）三相负荷不平衡运行会造成变压器零序电流过大，局部金属件温升增高：

　　在三相负荷不平衡运行下的变压器，必然会产生零序电流，而变压器内部零序电流的存在，会在铁芯中产生零序磁通，这些零序磁通就会在变压器的油箱壁或其他金属构件中构成回路。但配电变压器设计时不考虑这些金属构件为导磁部件，则由此引起的磁滞和涡流损耗使这些部件发热，致使变压器局部金属件温度异常升高，严重时将导致变压器运行事故。

　　

　　2、对高压线路的影响

　　（1）增加高压线路损耗：

　　低压侧三相负荷平衡时，6～10k V高压侧也平衡，设高压线路每相的电流为I，其功率损耗为： ΔP1 = 3I2R

　　低压电网三相负荷不平衡将反映到高压侧，在最大不平衡时，高压对应相为1.5I，另外两相都为0.75 I，功率损耗为：

　　ΔP2 = 2（0.75I）2R＋（1.5I）2R = 3.375I2R =1.125（3I2R）；

　　即高压线路上电能损耗增加12.5％。

　　（2）增加高压线路跳闸次数、降低开关设备使用寿命：

　　我们知道高压线途经流故障占相当比例，其原因是电流过大。低压电网三相负荷不平衡可能引起高压某相电流过大，从而引起高压线途经流跳闸停电，引发大面积停电事故，同时变电站的开关设备频繁跳闸将降低使用寿命。

　　3、对配电屏和低压线路的影响

　　（1）三相负荷不平衡将增加线路损耗：

　　三相四线制供电线路，把负荷均匀分配到三相上，设每相的电流为I，中性线电流为零，其功率损耗为： ΔP1 = 3I2R

　　在最大不平衡时，即某相为3I，另外两相为零，中性线电流也为3I，功率损耗为：

　　ΔP2 = 2（3I）2R = 18I2R = 6（3I2R）；

　　即最大不平衡时的电能损耗是平衡时的6倍，换句话说，若最大不平衡时每月损失1200 kWh，则平衡时只损失200 kWh，由此可知调整三相负荷的降损潜力。

　　（2）三相负荷不平衡可能造成烧断线路、烧毁开关设备的严重后果：

　　上述不平衡时重负荷相电流过大（增为3倍），超载过多。由于发热量Q＝0.24I2Rt，电流增为3倍，则发热量增为9倍，可能造成该相导线温度直线上升，以致烧断。且由于中性线导线截面一般应是相线截面的50％，但在选择时，有的往往偏小，加上接头质量不好，使导线电阻增大。中性线烧断的几率更高。

　　同理在配电屏上，造成开关重负荷相烧坏、接触器重负荷相烧坏，因而整机损坏等严重后果。

　　

　　4、对供电企业的影响

　　供电企业直管到户，低压电网损耗大，将降低供电企业的经济效益，甚至造成供电企业亏损经营。农电工承包台区线损，线损高农电工奖金被扣发，甚至连工资也得不到，必然影响农电工情绪，轻则工作消极，重则为了得到钱违法犯罪。

　　变压器烧毁、线路烧断、开关设备烧坏，一方面增大供电企业的供电本钱，另一方面停电检验、购货更换造成长时间停电，少供电量，既降低供电企业的经济效益，又影响供电企业的声誉。

　　5、对用户的影响

　　三相负荷不平衡，一相或两相畸重，必将增大线路中的电压降，降低电能质量，影响用户的电器使用。

　　变压器烧毁、线路烧断、开关设备烧坏，影响用户供电，轻则带来不便，重则造成较大的经济损失，如停电造成养殖的动植物死亡，或不能按合同供货被惩罚等。中性线烧断还可能造成用户大量低压电器被烧毁的事故。

　　三相不平衡如何治理

　　一、重视低压配电网的规划工作，加强与地方政府规划等部门的工作沟通，避免配电网建设无序，尤其避免在低压配电网中出现头痛医头，脚痛医脚的局面，在配电网建设和改造当中对低压台区进行合理的分区分片供电，配变布点尽量接近负荷中心，避免扇型供电和迂回供电，配电网络的建设要遵循“小容量、多布点、短半径”的配变选址原则。

　　二、在对采用低压三相四线制供电的地区，要积极争取对有条件的配电台区采用3芯或者4芯电缆或者用低压集束导线供电至用户端，这样可以在低压线路施工中最大程度的避免三相负荷出现偏相的出现，同时要做好低压装表工作，单相电表在A、B、C三相的分布尽量均匀，避免出现单相电只挂接在一相或者两相上，在线路末端造成负荷偏相。

　　三、在低压配电网零线采用多点接地，降低零线电能损耗。

　　目前由于三相负荷的分布不平衡，导致了零线出现电流，按照规程要求零线电流不得超过相线电流的25%，在实际运行当中，由于零线导线截面较细，电阻值较相同长度的相线大，零线电流过大在导线上也会造成一定比例的电能损耗，所以建议在低压配电网公用主零线采用多点接地，降低零线电能损耗，避免因为负荷不平衡出现的零线电流产生的电压严重危及人身安全，而且通过多点接地，减低了因为发热等原因造成的零线断股断线，使得用户使用的相电压升高，损坏家用电器。此外对于零线损耗问题，在目前一般低压电缆中，零线的截面为相线的1/2，电阻值大造成了在三相负荷不平衡时，零线损耗加大，为此可以考虑到适当增大零线的导线截面，例如采用五芯电缆，每相用一个芯线而零线则用两个芯线。

　　四、对单相负荷占较大比重的供电地区积极推广单相变供电。

　　目前在城市居民小区内大部分的负载电器是采用单相电，由于线路负荷大多为动力、照明混载，而电气设备使用的同时率较低，这样使得低压三相负荷在实际运行中的不平衡的幅度更大。另外从目前农村的生活用电情况看，在很多欠发达和不发达地区的农村存在着人均用电量小，居住分散，供电线路长等问题，对这些地区可以考虑到对于用户较分散、用电负荷主要以照明为主、负荷不大的情况，采用采用单相变压器供电的方式，以达减少损耗和建设资金的目的。目前单相变压器损耗比同容量三相变压器减少15％～20％，有的厂家生产的单相变在低压侧可以引出380V和220V两种电压等级，同时在一些地区也已开展利用多台单相变向三相负荷供电的试点，为使用单相变供电提供了更加广阔的空间。

　　五、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看似简单，但是在实际工作中有几点需要注意，一是实测工作不能简单地测量配变低压侧Ａ、B、C三相引出线的相电流，而且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，三是负荷实测工作既要定期开展也要不定期开展，尤其是在大的用户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，做好负荷的均衡合理分配。