淺談配電網三相不平衡的危害及解決措施

摘要：隨著配電網三相不對稱負荷的不斷增加，配電變壓器電能損耗增加、出力減少，且產生零序電流。再是，線路電能損耗增加，用電設備的安全運行受到影響，電動機效率降低；致使供電系統的安全穩定運行也越來越受到威脅。針對這一現狀，本文將談談幾點看法。

關鍵詞：三相不平衡 危害 解決措施

在電力系統中低壓配電網中，由于三相負荷是隨機變化的，進而在一定程度上呈現出不平衡性。受三相不平衡的影響和制約，進而在一定程度上造成供電點三相電壓和電流出現不平衡，進一步增加了線路的損耗；再者，對于接在供電點上的電動機運行來說，通常情況下也會產生較為不利的影響。現在，在中低壓配電網中，一般采用手動或自動投切的電容器組進行補償。但是，其只能解決功率因數的補償問題，而不能從根本上解決平衡三相負荷。

1 三相不平衡的概念及影響

三相電壓相量大小相等，并且按照A、B、C的順序，彼此之間構成2π/3角，這種情況被稱為三相平衡（或對稱），反之被稱為三相不平衡系統，對于后者來說，通常情況下，又可以分為正常性和事故性兩類。對于正常性的不平衡來說，通常情況下是由系統三相元件或負載彼此之間不對稱造成的，將三相電壓允許不平衡度作為衡量電能質量的指標，在一定程度上根據正常性不平衡運行工況來制定的。

通常情況下，三相電壓不平衡是因三相負荷之間彼此不平衡導致的。當不平衡的三相電壓加于三相電動機時，會使電動機產生負序電流，產生阻尼力矩，增加電動機轉子中的熱損失，造成電動機溫升增高，燥聲增大。特別當一相開路時，電動機處于兩相運行，在負載不變時，將會燒壞電動機。

2 三相負荷不平衡的原因

2.1 不合理的分配三相負荷

一是由于裝表接電人員沒有三相負荷平衡的概念，對接電帶有盲目性、隨意性，致使三相負荷極不平衡。二是線路多為動力、照明混載，在使用單相用電設備的同時，降低了效率，用戶橫向用電在一定程度上存在較大的差異，進一步使得不平衡狀況出現在配電變壓器三相負荷之間，同時增加對其進行管理的難度。

2.2 用電負荷不斷變化

一是由于經常出現拆遷，移表或者增加用戶致使用電負荷不夠穩定。二是受臨時用電和季節性用電的影響和制約，進而在一定程度上造成三相負荷彼此之間不平衡；如果用電是臨時的或者是季節性的，在這種情況下，其用電特征往往都具有一定的時間性，這時如果單相設備應用較多，并且在一定程度上分布比較分散，那么用電時間也就難以掌握。

2.3 對配變負荷監視力度不夠

一是在管理方面，需要充分考慮三相負荷的分配問題。二是如果對配電變壓器的三相負荷不進行及時的監測和調整，在各種因素的影響下，配電變壓器三相負荷的平衡就會受到一定程度的影響。

2.4 線路影響

一是單相接戶線線路過長。二是由于維護管理不當或者受到外力的破壞等，進而在一定程度上導致低壓導線斷線、變壓器缺相運行等，使配電變壓器運行在不平衡狀態。

2.5 三相負荷矩不相等

一是接線方式不滿足三相負荷矩平衡的要求。二是電網格局不合理。其次，居民用電大多為單相供電。

3 防止三相不平衡的措施

3.1 加強負荷不平衡管理

一是培訓裝表接電工作人員。讓裝表接電工作人員認識三相負荷不平衡的危害性，三相負荷不平衡將直接危害電網的安全運行。二是定期進行三相不平衡電流測試，負荷每月至少進行一次測量，特殊情況下如負荷變化較大時，可增加測量次數，對負荷狀況做到心中有數，為調整配電變壓器負荷提供準確可靠的數據。三是加強供用電管理，確保變壓器負荷平衡。

3.2 加強負荷控制

一是掌握用戶負荷實時情況，對出現的拆遷，移表或者增加用戶的情況做到心中有數。

二是結合城、農網線路的實際改造情況，進而在一定程度上隨電網改造進行合理的設計，在負荷中心使配設置電變壓器，通常情況下，對于低壓線來說，其供電半徑控制在500米，采用三相四線制供電方式對主干線、分支干線進行處理；對于5戶以上的居民，通常情況下不采用單相供電，并且在一定程度上制定臺區負荷分配接線圖，在系統中，接入任何一個用戶的用電改造，同時受到三相負荷平衡度的制約，進而在一定程度上避免改造的隨意性。

3.3 合理分配三相負荷

3.4 裝設平衡裝置。在低壓三相四線制的城市居民和農網供電系統中：由于用電戶多為單相負荷或單相和三相負荷混用，并且負荷大小不同和用電時間的不同。電網中的不平衡電流會增加線路及變壓器的銅損，還會增加變壓器的鐵損，降低變壓器的出力甚至會影響變壓器的安全運行，最終會造成三相電壓的不平衡。調整不平衡電流無功補償裝置，有效地解決了這個難題，該裝置具有在補償系統無功的同時調整不平衡有功電流的作用。

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作者簡介：施謙（1978-），男，山西朔州人，工程師，2008年畢業于太原理工大學電力系統及其自動化專業。