配電變壓器三相負荷電流不平衡的危害與防范

摘 要 在供電系統中配電變壓器的安全運行是設備正常順行的保證。在工廠實際生產中，因照明和檢修負荷的不均勻，致使配變不平衡運行的情況較為常見。因此了解和掌握供電變壓器不平衡運行所帶來的危害，對設備的維護和生產是非常有必要的。

關鍵詞 三相不平衡 危害 防范

中圖分類號：TM421 文獻標識碼：A

一、影響變壓器三相負荷不平衡的原因

1、由于對配電變壓器三相負荷不平衡的運行管理重視不夠，一直沒有一個考核管理辦法，對配電變壓器三相負荷的管理帶有盲目性、工作隨意性，以至于使運行、維護人員放松了對配電變壓器三相負荷的管理，致使大多數配電變壓器長期在三相負荷極不平衡狀態下運行。

2、由于線路大多為動力、照明混載。而單相用電設備使用的同時率較低，用戶橫向用電差異較大，經常會造成配電變壓器三相負荷的不平衡，并給管理增加了難度。

3、低壓電網結構薄弱，運行時間較長，改造投入不徹底，單相低壓線路是臺區的主網架問題，一直得不到有效根治。

其次居民用電大多為單相供電，負荷發展時無序延伸，造成臺區三相電流不平衡無法調整。對于這樣的低壓網絡必須投入較大的資金，徹底解決低壓網布局，增加低壓四線的覆蓋面積，對線損、電壓質量、供電可靠性、供電安全等都有很大改善效果。

二、變壓器負荷不平衡對系統的影響

1、增加線損配電變壓器三相負荷不平衡時，線損增加表現在兩部分：一是增加配電變壓器損耗；二是增加線路損耗。在生產、生活用電中，三相負載不平衡時，使變壓器處于不對稱運行狀態。造成變壓器的損耗增大（包括空載損耗和負載損耗）。根據變壓器運行規程規定，在運行中的變壓器中性線電流不得超過變壓器低壓側額定電流的25%。此外，三相負載不平衡運行會造成變壓器零序電流過大，局部金屬件升溫增高，甚至會導致變壓器燒毀。

2、降低變壓器的利用率，威脅安全運：配電變壓器的額定容量是按每相繞組設計的，當配電變壓器在三相負荷不平衡狀態下運行時，變壓器負荷高的那相時常出現故障，如缺相、接點過熱、個別密封膠墊劣化等。同時，配電變壓器在三相負荷不平衡狀態下運行，在低壓側產生零序電流。對于Y/Y0接線的配電變壓器來說，變壓器高壓側無中性線，高壓側不可能有零序電流，低壓側零序電流產生的零序磁通不能抵消。所以，零序磁通只能由配電變壓器的油箱壁及鋼鐵構件中通過，磁滯和渦流在鋼鐵構件內發熱，造成配電變壓器散熱條件降低，溫升增高，嚴重時損壞變壓器絕緣，燒損配電變壓器。

3、對用電設備的影響：當配電變壓器三相負荷不平衡運行時，中性點將產生位移，偏移嚴重時單相電壓可能升高到線電壓。如果線路接地保護不好，中性線電流產生的電壓嚴重危及人身安全。同時電流不平衡會造成單相設備不能正常用電，或過電壓燒損用戶設備。

4、變壓器三相負荷不平衡對系統電壓的影響變壓器在三相負荷不平衡運行時，由于變壓器繞組壓降不同，出口電壓不均衡，用戶端電壓更是三相偏差較大，電壓質量得不到保障。

三、配電變壓器三相負荷電流不平衡的防范措施

1、高度重視三相負荷電流不平衡對電能損耗和電壓質量的不利影響，切實把降低三相負荷電流不平衡度作為對降損節能，改善電壓質量的一項重要工作來抓，應作為一項經濟技術指標考核相關單位和部門，嚴格控制三相負荷電流不平衡度在10%以下。

2、建立完善的測量中性線電流的制度。對于100kVA及以下的變壓器，三相電流及中性線 電流的測量每月不應少于一次，應在高峰負荷時段測量；對于200kVA及以下的配電變壓器，每月至少測量兩次，應分別在高峰和低谷時段測量各一次；對于500kVA及以上的配電變壓器，每月測量應不少于三次，分別在高峰、平段、低谷時段各一次，還應根據季節特點、生產旺季和電量突變時適時增加一次。準確記錄測量結果，發現不平衡度大于10%時，及時進行調整。

3、控制三相負荷電流不平衡工作是一項系統工程。首先從規劃、設計、安裝等方面做起，做好負荷預測和申報負荷資料的統計和分析，把用電戶數、負荷大小、用電性質、生產班次進行詳細排列，根據調查資料，確定配電變壓器設置的位置和布線方式，從源頭上把負荷分配均勻。

4、合理選擇中性線截面。過去對中性線截面選擇一般偏小，這是極不可取的。為避免燒斷中性線和造成中性線上電能損耗增大，中性線截面應接近或等于相線截面，并且中性線上不得加裝熔斷器和開關、刀閘。

5、在條件允許的地區，應積極釆用低壓配電監控裝置，對低壓電網的運行狀態進行實時檢測，為進行線損分析、提高電壓質量等提供數據支持。

6、不管城鎮還是農村，6戶及以上的用戶不宜釆用單相供電，這利于大幅降低線損。

7、合理裝設無功補償設備，優化電網無功分配，提高功率因數。

8、改造公用變壓器接線樁的接線方式：由于公用變壓器的性質所決定， 負荷變化無常，變壓器接線柱及螺栓式設備線夾受溫度變化影響大。針對這種情況，應將所有公用變壓器的出現導線釆用液壓式壓接鼻，消除了設備線夾受溫度影響大的缺陷，接線柱上釆用了握手線夾，增大了接線柱的接觸面積，有效的避免了變壓器接線樁故障的發生，減少了用戶停電時間和損失，提高了供電量。

四、結束語

目前城市用電負荷的不斷增長，配電網降損和三相不平衡面臨不少困難，因此，需根據不同配網實際情況，選擇適合本地配網降損及三相不平衡率的綜合方案，以取得更高的社會效益和經濟效益。

（作者單位：河南省寶豐縣電業局）

參考文獻：

[1]高紅英.配電網降損分析

[2]韓瑞君，馮晶，王云梅.降低配電網中線損的技術措施.