樓宇供電三相非平衡供電的損耗分析

鮑文迪+劉瓊

摘 要： 大功率用電器進入樓宇家庭用戶已經很普遍，大功率用電器突發啟動和停止會帶來樓宇分層單相供電的嚴重不平衡。文中通過建立模型，計算單相電流不平衡度引起損耗的變化。計算表明：突發的不平衡度極大地增大電路的損耗，針對出現的問題，給出了樓宇大功率電器逐漸采用三相供電的改進方案。

關鍵詞：樓宇供電 非平衡 損耗

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）02-0262-02

電力供電線路從變電站進入直接用戶后，隨著近年來人民生活水平的日益提高，為了方便家庭生活起居，家庭用電器呈現快速增長的趨勢，用電量以幾何級數增長，這給供電企業帶來了很多新的問題，本文就來討論一下樓宇平衡供電的問題。

當前從電網輸送到個人用戶的生活用電主要采用單相交流電給用戶供電，而電網輸送的是三相交流電，將三相交流電轉換為單相供電的方法一般是在變壓器上接一根地線，當不能平衡的電流走這跟地線回到電廠，代替實現輸電線路的中線的作用，這種技術節省了大量線路及其維護成本，極大地提高了經濟效益。三相交流電輸送是在A、B、C三相負載輸出功率都相等處于平衡狀態時中線電流為零才可以省去中線，相應向量圖如圖表2所示，計算公式為：

當三相供電相電流不平衡時，中線電流不為零，中線不可以省去。供電平衡是在設計供電網絡進行估算來實現的，根據數理統計的觀點，大量用戶用電是滿足中心大數定理這個規律的，大量小用戶在總體上用電量滿足正態分布函數，三相分層供電的用電量平衡正是基于這個理論來計算的，用電量使用根據正態分布進行計算無疑是正確而有效的方法。

這個問題近年來在樓宇供電中出現一些惡化現象，根本原因在于樓宇住戶每戶用電量大幅度增加，每一個具體用戶用電是隨機的，一旦具體用戶啟動或者關斷大功率單相用電器，對樓宇供電系統產生巨大的影響，隨機用戶的大功率用電器很難采用中心大數定律來滿足各相線的平衡，這種大功率用電器帶來的三相不平衡會導致中線（其實是變壓器的接地線）產生很大的電流 ，計算公式為： [1]。

電力系統的相關規程規定變壓器出口處三相負荷不平衡度不得超過10%，干線及主要支線三相負荷不平衡度不得超過20%，下面來分析突發性不平衡引起的損耗問題。

定義1：單相電流不平衡度

定義2：相對相電路損耗增大量：

當不平衡度達到40%，相對損耗增大量將提高100%，不平衡度達到200%時，相對損耗提高到原來的9倍，相對損耗增大量高達800%。我們在計算時是按最理想的情況計算的，還沒有考慮零線電阻不為零出現的損耗增加問題，考慮這個方面的因素損耗還會進一步提高。

通過對樓宇供電的突發大功率電器使用引起的非平衡現象建立模型，分析了對電能損耗產生的巨大影響，從分析來看，這個影響對國民經濟會產生嚴重的副作用，是節約型社會、環保型社會所需要盡量減少的。建議今后電力部門針對大功率用電器增多的現實，逐漸改變供電系統，將大功率用電器逐漸更改為三相供電系統，減小大功率用電系統突發使用帶來的電力損耗增加。另一方面，建議電器生產企業比如說空調、電磁爐、熱風機等生產企業逐漸生產更多的三相用電產品，為環保型社會多做貢獻。

參考文獻

[1]秦曾煌，姜三勇. 電工學（上冊）[M]. 高等教育出版社， 2009.