供配電系統(tǒng)三相負荷不平衡調(diào)整開關(guān)及其應(yīng)用

郭劍峰 楊瓅

摘 要：我國電力行業(yè)發(fā)展加快，用戶對電力質(zhì)量也隨之增高，在經(jīng)濟比較發(fā)達的區(qū)域會因為不均勻的負荷分配和負荷性質(zhì)不同，導致低壓供電時系統(tǒng)負荷差異明顯，這樣所提供的電能質(zhì)量不穩(wěn)定。近年來，社會各界都把研究供配電系統(tǒng)三相負荷不平衡設(shè)置為重點課題，希望能夠解決供電質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。三相負荷不平衡調(diào)整開關(guān)可以對電網(wǎng)三相不平衡進行調(diào)整是非常有用且有效的。本文簡單闡述了三相負荷不平衡的概念，并介紹了三相負荷不平衡調(diào)整開關(guān)及其應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：供配電系統(tǒng)；三相負荷不平衡；調(diào)整開關(guān)；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.173

在我國的供電系統(tǒng)中分為單相、非線性、沖擊性負荷。供配電系統(tǒng)中三相負荷系統(tǒng)的變化是不確定的，這就造成了三相負荷不平衡[1]。三相負荷不平衡會引發(fā)電壓、電流不穩(wěn)定，在供配電系統(tǒng)中出現(xiàn)負序電壓、電流，直接讓電路受損，供電質(zhì)量變差。據(jù)相關(guān)研究表明，一般情況下三相負荷不平衡有百分之二到十的幾率引發(fā)線路受損，三相負荷不平衡中接在輕負荷項的單相用戶容易出現(xiàn)電壓偏高，使電器使用壽命減少。為了保證用戶使用電能的安全，讓整個供配電系統(tǒng)的電路可以正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，保持三相負荷平衡是基本條件。

1 三相負荷不平衡的影響

高壓線路常見的故障即為過流故障，引發(fā)過流故障的根本原因是電流過大。電流過大極可能是由于低壓電網(wǎng)三相負荷不平衡引起的，進而引發(fā)高壓線路過流跳閘，出現(xiàn)停電，而且供電系統(tǒng)的開關(guān)頻繁跳閘也會減少使用時間。

一些供電網(wǎng)絡(luò)是三相四線制，電流通過線路時，必然有阻抗消耗產(chǎn)生的電能，損耗的電能與通過的電流平方成正比[2]。當有單相負載時，也容易引發(fā)三相負載不平衡，這樣中性線通過電流，產(chǎn)生了中性線和相線損耗。

供電系統(tǒng)中的配電變壓器是基本設(shè)備，是能夠產(chǎn)生配電損耗的設(shè)備，如果其運行環(huán)境是三相負荷不平衡，會增大配電損耗。配變設(shè)計的繞組結(jié)構(gòu)是根據(jù)負載平衡設(shè)計的，這樣繞組性能一致，三相額定容量相等。但是當三相負載不平衡時，負載輕的一項就有富余容量，這樣配變的出力降低，同時也會出現(xiàn)零序電流。三相負荷不平衡情況越大，零序電流也會越大，零序電流也加大了配變的損失和消耗。

三相負荷不平衡會導致電流不平衡，導致電動機溫度上升，效率減小，能耗增大，輸出虧損。三相負荷不平衡對使設(shè)備使用時間減少，設(shè)備各零件部件頻繁更換，設(shè)備維修成本增大。

2 調(diào)整三相負荷不平衡的傳統(tǒng)方法

供電系統(tǒng)要完善關(guān)于三相負荷平衡的管理制度，并對此重視起來，這可以作為考核指標，根據(jù)考核的結(jié)果制定懲處措施，確定具體的獎勵和處罰細節(jié)[3]。對于能有效維持三相負荷平衡的工作人員以經(jīng)濟獎勵，這樣可以提高工作人員的積極性。對于運行時間長的電力系統(tǒng)進行改造，了解用戶的用電情況，根據(jù)用戶需求來做出調(diào)整，合理的分配負荷。不對稱負荷分散供應(yīng)，將造成不平衡度超標的連接減少，重新排列或者布置負載，這就讓系統(tǒng)更加平衡。對三相負荷不平衡的管理重視不夠，就會導致三相負荷不平衡的頻繁發(fā)生，所以要重視監(jiān)測。對不同的變壓器使用不同的測量方式并且測量時段也要調(diào)整。三相電流和中性線要在高峰和低谷時段各測一次，變壓器負荷越大，測量時間越短，以便及時發(fā)現(xiàn)負荷不平衡，當負荷不平衡大于百分之十時，要及時調(diào)整。

3 三相負荷不平衡開關(guān)

三相負荷不平衡調(diào)整開關(guān)可以簡便快捷有效的對三相負荷不平衡進行監(jiān)測和調(diào)整。三只熔斷器進線端分別接在三相斷路器出線的A/B/C三相上，三只RC1A型瓷插式熔斷器出線端相互聯(lián)接在一起，和中性線一起接入單相表箱的進線端，三只RC1A型瓷插式熔斷器插頭只連接一只，在換相時，不需要將整個配電臺區(qū)線路停電，只將三相空氣斷路器斷開，將連接的一只熔斷器插頭插入到相應(yīng)相線的插座上后，恢復空氣斷路器到閉合送電狀態(tài)[4]。為了保證操作人員在進行三相負荷切換時不會觸及帶電設(shè)備，該裝置在三相空氣斷路器上加裝了閉鎖安全門，只有在三相空氣斷路器斷開時，閉鎖安全門才能打開，此時三只熔斷器進線端已經(jīng)停電，操作人員是在停電狀態(tài)下進行三相負荷切換，確保了操作人員的安全。在三相負荷切換完成后，只有將閉鎖安全門關(guān)上，三相空氣斷路器才能合上。

4 結(jié)語

三相負荷平衡是供配電系統(tǒng)穩(wěn)定安全運行的重中之重，三相負荷不平衡可以引發(fā)或小或大的危害，小危害如減少線路和配電變壓器的供電效率，大危害可能導致某相導線燒斷、開關(guān)燒壞甚至配電線變壓器燒壞等。三相負荷不平衡調(diào)整裝置安裝簡單，對運轉(zhuǎn)狀態(tài)要求低，安裝在臺區(qū)線路的分支線上，可以根據(jù)各個時段的負荷情況隨時調(diào)整三相負荷，調(diào)整方式靈活。調(diào)整一次分支線負荷的時間由以前的三個半小時縮短到現(xiàn)在的兩分鐘，既縮短了停電時間，又縮小了停電范圍，同時減小了工作人員的工工作強度，提高了供電可靠性，保證了三相客戶端電壓平衡穩(wěn)定。綜上所述，通過三相負荷不平衡調(diào)整開關(guān)對電網(wǎng)三相平衡進行調(diào)整是一種成本低且有效的方式，具有極高的可行性。

參考文獻：

[1]方恒福，盛萬興，王金麗等.配電臺區(qū)三相負荷不平衡實時在線治理方法研究[J].中國電機工程學報，2015，5（10）：16-17.

[2]張志華，李金送，周捷等.低壓三相負荷不平衡治理控制策略研究[J].電氣自動化，2016，3（02）：32-33.

[3]王金麗，盛萬興，方恒福等.自適應(yīng)負荷型配電變壓器設(shè)計[J].電力系統(tǒng)自動化，2014，9（15）：44-45.

[4]王晴.三相負荷不平衡調(diào)整開關(guān)及其應(yīng)用[J].農(nóng)村電氣化，2011，08（291）：5.

作者簡介：郭劍峰（1974-），男，江西萍鄉(xiāng)人，碩士，講師，研究方向：電力系統(tǒng)自動化。