論低壓配電臺區三相負荷不平衡調整與治理

徐逸群

（國網六安市城郊供電公司，六安 237000）

三相負荷不平衡治理工作的開展，需要專業工具的支撐，需以“大方軟件”為基礎平臺，收集配變臺區低壓用戶資料，錄入軟件并分析配變臺區三相負荷平衡度，實時調整，在線治理，降低三相負荷不平衡給臺區電壓質量、設備使用壽命及線路損耗帶來的不利影響。

1 工作目標及工作思路

隨著國家經濟實力和科技水平的飛速發展，電力系統扮演了主要的保障角色，供電企業作為電力系統的重要組成部分，所擔負的責任和義務日漸凸顯。供電企業不僅負責電力的轉換和配送，而且是電力營銷樞紐，直接影響電力的安全和高質量供應、企業的經濟效益。由于國有企業的定位以及電力的特殊性，一直以來普通消費者對于電力是一種商品的概念比較模糊，即使是企業員工，對于如何衡量企業盈利和虧損不得要領，其實從商品的角度出發，線損率直接反映供電企業的投入產出率，降低線路損耗占比，就是節約能源的直接體現。

選取典型臺區，同時結合當地區實際情況，找準問題的關鍵所在，注重改善工作方法，因地制宜，多措并舉，自上而下明確治理職責和分工。以多年電量數據為基礎，將三相負荷不平衡引起的線損及低電壓治理工作納入常態管理，從源頭梳理，不斷總結農電營銷及業擴報裝工作流程存在的問題，完善業擴管理制度，深入分析、研究三相不平衡對線損及電壓質量的影響程度，通過深化、細化農電日常管理，規范工作流程，逐步消除三相不平衡對線損及電壓質量的影響。

2 三相不平衡定義及造成三相不平衡主要原因

三相電壓不平衡國標GB15543-2008《電能質量三相電壓不平衡》對電壓不平衡的定義為：三相電壓在幅值上不同或相位差不是120度，或兼而有之。并規定了常見的連接點電壓不平衡度值的規定負序電壓不平衡度值不超過2%，短時間不超過4%。在日常實踐中，還經常遇到三相電流不平衡的概念，三相電流不平衡和三相電壓不平衡基本相似，引入三相電流不平衡度來衡量不平衡程度大小。PMS2.0監控系統定義為：三相不平衡度=（最大相電流-最小相電流）/最大相電流*100%，根據上述定義，如果一個特定區域的三相不平衡度超過25%，負載率大于60%，持續時間超過2小時，就可以定為三相不平衡。

低壓配電網在國內分布面廣，結構復雜不一，負荷的類型也不盡相同。隨著人民生活水平的不斷提高，越來越多家庭使用大功率電器，且電器用電能耗不均勻，使用時間不規律，加上供電企業治理力度及管理方法的欠缺，致使三相負荷不平衡的現象日益突出，這嚴重影響線路的損耗、供電的質量和配電網的安全運營。一旦三相負荷分布不對稱時，可能會導致旋轉電機轉子發熱損壞、繼電保護誤動作、大負荷相設備過負荷等危害，還將加重配電網的線損，且配電網線損的加重程度有時會數倍于三相負荷對稱分布時的臺區線損。因此如何挖掘這部分的降損潛力，對于供電企業的高效運行、降低成本起著至關重要的作用。

引起配變臺區三相負荷不平衡的原因有很多種，其中三相載荷分布不均勻是最常見的原因之一，這可以通過調整負載的分配方法來改善；而用電負荷隨機變化無法預測和大功率負荷也是導致三相負荷不平衡的重要原因。居民用電以單相負荷為主，即使負載平均分布于A、B、C 三相，實際情況中很難保證三相所連接的電氣設備在同一時間打開或關閉。市場上出現了更多種類的電力設備且其應用越來越廣泛，人們或企業逐步使用大功率設備，在開啟、關閉設備或者提高設備功率是沒有一個行之有效的管理規定。當打開設備時，將會影響三相負荷平衡，當設備關閉時又影響實時的負荷平衡狀態。此外，用戶還可以根據自己的需要增加電力負荷，這種情況是無法控制的。所以，突然打開或關閉、增加不受控制的大功率設備是三相不平衡的重要原因之一。

3 三相不平衡治理主要實施方案

3.1 選取典型臺區

3.1.1 不平衡度分析

在三相四線制供電系統中，配變臺區三相負荷的平衡度是由該臺區的供電半徑、線路質量、用戶的分布情況和用電量等綜合因素決定的。通過用采系統數據分析模塊及生產實時管控系統公變監測模塊進行查看，對轄區內的臺區三相負荷情況進行監測，再根據導線的直流電阻和高負荷時的有效截留量，計算出三相電流的不平衡度。

3.1.2 確定臺區

根據臺區的三相電流不平衡度以及多次理論線損計算結果，綜合考慮選取設備基礎較好的臺區，此類臺區供電半徑較為合理，采集指標100%，管理較為完善，但實際線損率偏高。定期查看用采系統中相關電量數據，觀察對比線損率升高時每日、每周用電高峰期及各時段的數據，對于發生三相不平衡的持續時間及發生頻率進行詳細記錄，以便選取典型臺區開展三相負荷不平衡整治。

3.2 數據收集

3.2.1 基礎資料收集

基礎參數：臺區配表到各表箱用戶之間每段導線的長度、型號、類型（三相四線、三相三線、單相二線），表箱名稱、用戶數量、用戶名稱、用戶編號、電表類型等。根據臺區用戶明細，用核相儀逐戶核實客戶接入相別（A/B/C 相）。

3.2.2 臺區拓撲結構建立

根據搜集的臺區基礎參數用軟件繪制臺區現有線路走向圖，然后再根據現場收集的資料將表箱位置繪制出來，并將每個表箱的用戶添加進去，建立臺區拓撲模型。

3.2.3 運行數據錄入收集用采系統電量數據，并整理導入到軟件中，需要錄入的數據有：臺區首端日有功電量、日無功電量、24點電流、低壓、供電時間、各用戶日抄見電量，可批量導入。

3.3 理論分析

3.3.1 三相平衡優化計算

根據錄入的各項數據，利用軟件對選擇的典型臺區進行三相不平衡優化計算。

3.3.2 生成優化調整方案

生成優化調整方案，并對優化前后各項數據及線損率進行對比。

3.3.3 方案設計

設計單位根據軟件生成的三相負荷優化調整方案編制初步設計方案，再由農網辦、營銷部、供電所、施工單位、設計單位多方參與，對設計方案進行集中評審。針對施工過程中可能遇到的問題，組織相關單位現場研討，確定最終方案。

3.4 現場調整

3.4.1 三相平衡優化調整改造

按照最終設計方案，對臺區內設備及線路進行改造：安裝合適型號配變、雙跌落保險、分相補償儀、敷設絕緣低壓線路、三相四線到表箱下火線、多表位表箱，實現各相負荷可調整，根據方案調整用戶接入相別。

3.4.2 按圖驗收并核實相別

對照最終設計方案，利用核相儀逐一核相驗收，并對表箱予以加封加鎖。然后再次用軟件繪制出改造后的臺區拓撲模型，并對改造后的臺區進行三相負荷平衡度及線損率的計算。

3.4.3 持續關注三相負荷平衡度及線損情況

利用用采系統線損模塊及生產實時管控系統公變監測模塊，實時觀察改造后臺區的三相負荷平衡度及線損變化情況，并按照時間順序記錄下來，將前后的數據進行分析比對。如果發現三相負荷再次出現不平衡時，立即分析原因，著手去現場開展相別調整。

3.5 增設對三相負荷的檢測調整

3.5.1 定期檢測

定期開設對三相負荷的檢測工作也是必須的。在對三相負荷的合理分配以及控制后，供電部門應當開設周期性檢測工作。

3.5.2 數據分析

電力的平衡是動態的，只能是盡力做到相對的相別平衡，在實際的檢測工作中，各部門應當以國家和相關專業制定的平衡度衡量指標作為一個標準，對各相的負荷電流開展定期檢測，將檢測的結果進行專業的記錄和分析，以便于及時發現問題并進行調整。

3.5.3 實時調整

當在檢測過程中發現有安全隱患的設備，要及時的進行更換或者消缺。對于檢測過程中未發現問題的部位，也應當提高警惕。在檢測結束以后，實時整理和分析數據，實時反饋。

3.5.4 提前預防

這里的反饋主要是指根據檢測結果推斷出的三相調整需求，以及對于新技術在三相不平衡調整中運用的可能性預測。通過合理的檢測和對檢測結果的深入分析，可以在一定程度上避免不平衡現象的出現，增強供電可靠性，降低用電事故的發生幾率。

4 工作成效

4.1 降低低壓配電臺區線路損耗

以工業園區線107桃裕臺區作為典型治理對象，開展三相負荷不平衡治理。該臺區改造前三相不平衡度0.43%，日線損率在10%以上。通過文中所述方法改造后，日均線損率降至5.98%。

4.2 提高電壓質量，保障用戶用電

經本次三相負荷不平衡治理改造后，該臺區供電質量改善、供電能力提升、客戶用電量增大、運維成本降低、服務質量提高，企業形象增強，社會效益顯著。當地政府對城郊公司的三相負荷不平衡治理計劃給予了高度的認可。

4.3 經濟效益顯著，有效長期發展

低壓配電網三相不平衡的問題不僅會干擾其他設備的正常運行，而且容易導致設備故障，縮短電力設備的使用壽命，干擾正常的通信系統。

三相負荷不平衡問題不僅威脅著配電網的安全運行，也影響用戶的正常用電質量和供電企業的經濟效益。因此從根本上改進、解決低壓配電網三相不平衡的問題是非常必要的，在此過程中進行不斷的研究探索。無論是在前期的理論計算分析、現場三相負荷的分配調整，還是日常巡視管理以及后期的檢測調整，每一個環節都需要盡力細致，并且不斷總結改進，以此來更好的服務于低壓配電網的發展需求。