農網配電臺區三相負荷不平衡度優化算法

摘 要：經濟的飛速發展不僅使城市人民的生活水平直線上升，農村人民的生活水平隨著經濟的不斷發展其質量也有著明顯的提升。其中，提升尤為明顯的當屬農網配電。經濟的發展措施農網進行了一定的改革，改革之后的農網促進了一些大功率電器進入農村，隨著高中低檔大功率入駐農村，單相負荷的不斷激增，致使當前農村的單相負荷已經成為了電力負荷的主要難題之一。本文主要對農網配電臺區三相不平衡調整的策略進行了一定的研究，本文主要可以分為三個部分，第一部分主要分析和研究了配電網三相不平衡的含義以及其危害；第二部分主要分析和研究了配電網三相不平衡的一些主要的調整策略；第三部分主要對配電網三相平衡的效益進行了分析。

關鍵詞：三相不平衡；危害；調整；效益

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.127

1 配電網三相不平衡

1.1 三相不平衡

一個三相平衡電路的三相電壓源必須是正弦波，且頻率相同，幅度相同，相位互差120度；三相的負荷阻抗相同且均為線性阻抗，因此三相的電流都是正弦波，且頻率相同，幅度相同，相位互差120度。

三相不平衡是指，在電力系統中的三相電流或者是三相電壓的幅值不一樣，且超過了規定的互差幅度范圍，導致其電壓電流發生的一些不平衡。

1.2 三相不平衡的危害

配電網的三相不平衡的危害是涉及到方方面面的，其主要的危害有以下幾個方面：

第一，對配電變壓器的影響。正常情況下，變壓器的損害是包括空載損耗和負荷損耗兩個部分的，若變壓器運行的電壓在一定時間內不發生改變或者變動的話，那么變壓器的負荷損耗就是一種衡量；變壓器的負荷損耗一般是根據變壓器所擔負的負荷值的變化而進行相應的變化的。由此可見，當發生三相不平衡時，變壓器的負荷就可以看成是三只單相變壓器的負荷損耗之和，由此可以得出，當三相不平衡最為嚴重的時候變壓器的負荷相當于完全平衡時的三倍。

第二，對高壓線的危害。三相不平衡對于高壓線的電路主要包括兩個方面的。一個方面是對于高壓線的損耗變大。低壓電網三相負荷不平衡時其相應的會反應到高壓側上，當三相不平衡最大時，高壓會變成平時平衡時的1.5倍，其功率的損耗也比平時高百分之13左右，由此可見，三相不平衡會增加高壓線的損耗；另一方面會增加高壓線路跳閘的次數，從而降低開關設備的使用壽命。低電壓下的三相不平衡會導致高壓的電流增大，電流過大在一定程度上會導致高壓線途徑流跳閘，從而發生大面積的停電事故，嚴重影響各部門電的使用情況。過高頻率的跳閘，在一定程度上會導致一些設備壽命的降低，因此可以看出，增加高壓線的跳閘次數、降低設備的使用壽命是配電網三相不平衡對于高壓線的又一危害。

第三，對低壓線路的影響。三相嚴重不平衡不僅對高壓線影響極大，對于低壓線路的影響也是極大的。配電網下三相不平衡狀況下對于低壓線路的影響也是主要包括兩個方面：一方面是增加線路的損耗。三相不平衡不僅會增加對高壓線路的損耗，在一定程度上也會增加低壓線路的損耗。三相四線制的低壓配電網線路，其三相的負荷分布是相對均勻的，中線是設有電流的，因此當三相的不平衡到達最為嚴重的時候，其其他兩相的電流則幾乎為零，當其他兩相的電流為零時，中線的電流則到達最大值，此時線路電能的損耗為平時正常情況下的6倍，由此可以看出，低壓臺區的三相不平衡調正會增加對低壓線路的損耗；另一方面，三相的嚴重不平衡還極有可能會燒毀電路。當三相嚴重不平衡時，其單相由于負荷過重，由此可能會導致線路熱量上升，從而導致其線路燒毀等現象的發生。此外，三相不平衡導致的線路燒毀主要體現在零線燒毀，而接觸不良等現象的頻發，在一定程度上也增加了線路燒毀的概率。

第四，對用戶的影響。農網配電臺區三相不平衡的情況對于用戶的影響也是極大的。在三相不平衡的情況下，可能會導致一相或者兩相的負荷過大，從而導致其中線的負荷降低，線路末端電壓過低會在一定程度上降低供電的質量，供電質量的降低會很大程度上會影響用戶用電的質量。由于當前農村的高中低檔的大功率用電設備較多，供電質量的降低在一定程度上會造成起家用電器的使用不暢通，嚴重情況下甚至造成一定的經濟損失。經濟的發展使人們的生活與電的聯系愈加密切，供電不穩對于農村居民的生活影響是巨大的。

2 配電網三相不平衡的主要調整策略

針對配電網三相不平衡的現狀，其相應的調整策略主要有以下幾個反面：

第一，進行相應的人工調整。配電網三相不平衡對于人們經濟生活的影響是巨大的，對于當前三相不平衡的狀況，進行相應的人工調整是其主要對策之一。進行相應的人工的三相管理和調整，在一定程度上可以規避三相不平衡的情況，雖然，對三相進行一定的人工調整的難度比較大，且其相應的作用范圍比較小，但是在緊急情況下，通過一定的人工調整可以達到短時間內的三相平衡，從而避免對于高壓線、低壓線的損耗，保證用戶用電的正常。

第二，進行一定程度的自動調整。自動調整相對于人工調整其實現的可能性大，且操作的難度系數也相對低于人工調整。農網配電臺區的三相不平衡調整主要是通過單元表箱負荷的平均值來預估其表箱的數量和單位的，通過預估的數值來進行時間的調整和設置，使臺區在用電低谷時能夠自動進行三相的調整，從而降低了負荷調整對于供電的影響力度，在一定程度上保證了用戶供電的可靠性。三相不平衡的自動調整策略相較于人工調整來說降低了人工成本費用和電容器的維護費用，在保證供電正常的情況下降低了資源的消耗，因此自動調整策略對于農網配電臺區三相不平衡現象的調整有著至關重要的作用。

3 配電網三相平衡的意義

配電網三相平衡的意義是極大的，其主要體現在以下兩個方面：

第一，降低臺區資源消耗。通過對農網配電臺區三相不平衡進行調整，在實現三相相對平衡的情況下可以減少對低壓線路的損壞，降低對低壓線路的損耗不僅可以為臺區降低一定的直接經濟的損耗，在一定程度上還可以降低對間接經濟的損耗。當前經濟的發展，不僅人們的社會生活與電緊密相連，其經濟生活更是與電不可分割，因此，降低對低壓線路的損耗在一定程度上能夠降低停電狀況的發生，從而降低對經濟的損耗。

第二，減少對變壓器的損耗。三相不平衡對于配電變壓器的影響是極大的，因此，通過一定手段的調整實現三相平衡能夠減少變壓器的空載損耗和符合損耗，這樣不僅可以降低實際的成本需求。從而建立健全更加完善的農網智能電網，為人們的生活提供更多的便利。

參考文獻：

[1]張文斌，趙維，熊星，陳新和，薛超，王福潤.基于三相負荷平衡控制的電網節能降損技術[J].農村電氣化，2014（08）.