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2019-9-20 閱讀(1403)
三相不平衡是電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，雖然影響電力系統(tǒng)的因素有很多,，但正常性不平衡的情況大多是因?yàn)槿嘣萍?、線路參數(shù)或負(fù)荷不對(duì)稱,。由于三相負(fù)荷的因素是不一定的,，所以供電點(diǎn)的三相電壓和電流極易出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，損耗線路,。不僅如此,，其對(duì)供電點(diǎn)上的電動(dòng)機(jī)也會(huì)造成不利的影響，危害電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行,。因此,，如果三相不平衡超過了配電網(wǎng)可以承受的范圍，那么整體的電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行就會(huì)受到影響,。
1配電網(wǎng)三相不平衡的概況
根據(jù)電工中的專業(yè)理論,，多相系統(tǒng)可以分為兩大類，一個(gè)是對(duì)稱,，一個(gè)是不對(duì)稱,。在電網(wǎng)系統(tǒng)中,，三相平衡主要指的是三相的電壓相量的大小相等,，而且如果按照A、B,、C的順序進(jìn)行排列,，他們兩兩之間構(gòu)成的角度都為2n/3。而三相不平衡就是指相量大小,、角度的不一致,。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，三相不平衡主要是包括：電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)正常電壓不平衡度允許值為2%,，短時(shí)不可超過4%,。三相電壓允許不平衡度可以作為一個(gè)電能質(zhì)量的衡量標(biāo)準(zhǔn)。
2配電網(wǎng)三相不平衡的原因
第yi個(gè)原因是三相負(fù)荷的不合理分配,。很多的裝表接電的工作人員并沒有專業(yè)的對(duì)于三相負(fù)荷平衡的知識(shí)概念,，因此在接電的時(shí)候并沒有注意到要控制三相負(fù)荷平衡，只是盲目和隨意的進(jìn)行電路的接電荷裝表,，這在很大程度上造成了三相負(fù)荷的不平衡,。其次，我國(guó)的大多數(shù)電路都是動(dòng)力和照明混為一體的,，所以在使用單相的用電設(shè)備時(shí),，用電的效率就會(huì)降低，這樣的差異進(jìn)一步加劇了配電變壓器三相負(fù)荷的不平衡狀況。
第二個(gè)原因是用電負(fù)荷的不斷變化,。造成用電負(fù)荷不穩(wěn)定的原因包括了地II經(jīng)常出現(xiàn)的拆遷,，移表或者用電用戶的增加；臨時(shí)用電和季節(jié)性用電的不穩(wěn)定性,。這樣在總量上和時(shí)間上的不確定和不集中性使得用電的負(fù)荷也不得不跟隨實(shí)際情況而變化,。
第三個(gè)原因是對(duì)于配變負(fù)荷的監(jiān)視力度的削弱。在配電網(wǎng)的管理上,，經(jīng)常會(huì)忽略三相負(fù)荷分配中的管理問題,。在配電網(wǎng)的檢測(cè)上，對(duì)配電變壓器的三相負(fù)荷也沒有進(jìn)行定期的檢測(cè)和調(diào)整,。除此之外,，還有很多因素造成了三相不平衡的現(xiàn)象，例如線路的影響以及三相負(fù)荷矩的不相等等,。
3三相不平衡的危害
1,、增加線路的電能損耗
在三相四線制供電網(wǎng)絡(luò)中，電流通過線路導(dǎo)線時(shí),，因存在阻抗必將產(chǎn)生電能損耗,，其損耗與通過電流的平方成正比。當(dāng)?shù)蛪弘娋W(wǎng)以三相四線制供電時(shí),，由于有單相負(fù)載存在,，造成三相負(fù)載不平衡在所難免。當(dāng)三相負(fù)載不平衡運(yùn)行時(shí),，中性線即有電流通過,。這樣不但相線有損耗，而且中性線也產(chǎn)生損耗,，從而增加了電網(wǎng)線路的損耗,。
2、增加配電變壓器的電能損耗
配電變壓器是低壓電網(wǎng)的供電主設(shè)備,，當(dāng)其在三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行時(shí),，將會(huì)造成配變損耗的增加。因?yàn)榕渥兊墓β蕮p耗是隨負(fù)載的不平衡度而變化的,。
3,、配變出力減少
配變?cè)O(shè)計(jì)時(shí)，其繞組結(jié)構(gòu)是按負(fù)載平衡運(yùn)行工況設(shè)計(jì)的,，其繞組性能基本一致,，各相額定容量相等。配變的大允許出力要受到每相額定容量的限制,。假如當(dāng)配變處于三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行,，負(fù)載輕的一相就有富余容量,，從而使配變的出力減少。其出力減少程度與三相負(fù)載的不平衡度有關(guān),。三相負(fù)載不平衡越大,，配變出力減少越多。為此,，配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡時(shí)運(yùn)行,，其輸出的容量就無法達(dá)到額定值，其備用容量亦相應(yīng)減少,，過載能力也降低,。假如配變?cè)谶^載工況下運(yùn)行，即極易引發(fā)配變發(fā)熱,，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐膳渥儫龘p,。
4、配變產(chǎn)生零序電流
配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡工況下運(yùn)行,，將產(chǎn)生零序電流,，該電流將隨三相負(fù)載不平衡的程度而變化，不平衡度越大,，則零序電流也越大,。運(yùn)行中的配變?nèi)舸嬖诹阈螂娏鳎瑒t其鐵芯中將產(chǎn)生零序磁通,。(高壓側(cè)沒有零序電流)這迫使零序磁通只能以油箱壁及鋼構(gòu)件作為通道通過,，而鋼構(gòu)件的導(dǎo)磁率較低，零序電流通過鋼構(gòu)件時(shí),，即要產(chǎn)生磁滯和渦流損耗,，從而使配變的鋼構(gòu)件局部溫度升高發(fā)熱。配變的繞組絕緣因過熱而加快老化,，導(dǎo)致設(shè)備壽命降低。同時(shí),，零序電流的存也會(huì)增加配變的損耗,。
5、影響用電設(shè)備的安全運(yùn)行
配變是根據(jù)三相負(fù)載平衡運(yùn)行工況設(shè)計(jì)的,，其每相繞組的電阻,、漏抗和激磁阻抗基本一致。當(dāng)配變?cè)谌嘭?fù)載平衡時(shí)運(yùn)行,，其三相電流基本相等,，配變內(nèi)部每相壓降也基本相同，則配變輸出的三相電壓也是平衡的,。假如配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡時(shí)運(yùn)行,，其各相輸出電流就不相等,，其配變內(nèi)部三相壓降就不相等，這必將導(dǎo)致配變輸出電壓三相不平衡,。同時(shí),，配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡時(shí)運(yùn)行，三相輸出電流不一樣,，而中性線就會(huì)有電流通過,。因而使中性線產(chǎn)生阻抗壓降，從而導(dǎo)致中性點(diǎn)漂移,，致使各相相電壓發(fā)生變化,。負(fù)載重的一相電壓降低，而負(fù)載輕的一相電壓升高,。在電壓不平衡狀況下供電,，即容易造成電壓高的一相接帶的用戶用電設(shè)備燒壞，而電壓低的一相接帶的用戶用電設(shè)備則可能無法使用,。所以三相負(fù)載不平衡運(yùn)行時(shí),，將嚴(yán)重危及用電設(shè)備的安全運(yùn)行。
6,、電動(dòng)機(jī)效率降低
配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡工況下運(yùn)行,，將引起輸出電壓三相不平衡。由于不平衡電壓存在著正序,、負(fù)序,、零序三個(gè)電壓分量，當(dāng)這種不平衡的電壓輸入電動(dòng)機(jī)后,，負(fù)序電壓產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與正序電壓產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相反,，起到制動(dòng)作用。但由于正序磁場(chǎng)比負(fù)序磁場(chǎng)要強(qiáng)得多,，電動(dòng)機(jī)仍按正序磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)動(dòng),。而由于負(fù)序磁場(chǎng)的制動(dòng)作用，必將引起電動(dòng)機(jī)輸出功率減少,，從而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)效率降低,。同時(shí)，電動(dòng)機(jī)的溫升和無功損耗,，也將隨三相電壓的不平衡度而增大,。所以電動(dòng)機(jī)在三相電壓不平衡狀況下運(yùn)行，是非常不經(jīng)濟(jì)和不安全的,。
4改進(jìn)配電網(wǎng)三相不平衡的技術(shù)
1,、注重對(duì)三相負(fù)荷的合理分配
在對(duì)三相負(fù)荷的分配問題上，電力工作人員應(yīng)當(dāng)在實(shí)際的工作中將相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真的采集和記錄,，達(dá)到能夠在一定程度上預(yù)測(cè)用電負(fù)荷的狀態(tài),。其次,，可以通過裝設(shè)平衡裝置的方式來達(dá)到更好三相平衡的分配問題。在一些采用低壓三相四線制的地g,可以增設(shè)調(diào)整不平衡電流無功補(bǔ)償裝置來解決經(jīng)常出現(xiàn)的電網(wǎng)中的不平衡電流現(xiàn)象造成的各類后果,。這樣的裝置不僅可以補(bǔ)償系統(tǒng)無功,，而且也可以調(diào)整不平衡有功電流的作用。另外,，根據(jù)實(shí)際情況中負(fù)荷矩的不同情況,，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整接線方式也對(duì)合理分配三相負(fù)荷有一定的影響。
2,、對(duì)三相負(fù)荷中不平衡電流的治理方法
根據(jù)不平衡電流電納的補(bǔ)償原理,，在任何一個(gè)可以確定的時(shí)刻，主要出現(xiàn)了三相不接地的不平衡負(fù)載,，那么他們中的每一個(gè)相負(fù)載都可以同一個(gè)電阻和電容形成并聯(lián)的形式,。因此，在不平衡電流治理電納補(bǔ)償理論的指導(dǎo)下,，可以將不同性質(zhì)符合的等效進(jìn)行分析,，確定相間和相對(duì)地的無功補(bǔ)償量。當(dāng)配電變壓器要進(jìn)行不平衡電流的補(bǔ)償時(shí),，應(yīng)該滿足一下的幾點(diǎn)原則,。一是需要注意到電流的治理應(yīng)當(dāng)有兩個(gè)內(nèi)容，一個(gè)是補(bǔ)償功率因數(shù),，一個(gè)是調(diào)節(jié)三相電流不平衡,，這兩者共同確定了補(bǔ)償所需要的無功功率。第二點(diǎn),，在實(shí)際的工程施工時(shí),，應(yīng)當(dāng)采用全容性的治理方式，與電感補(bǔ)償相區(qū)分,，避免出現(xiàn)嚴(yán)重過補(bǔ)償?shù)那闆r,。第三點(diǎn)是需要考慮到負(fù)荷是會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化的，基于這種特性,，補(bǔ)償量也應(yīng)該根據(jù)負(fù)荷的變化進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,。第四點(diǎn)表現(xiàn)在裝置開關(guān)和補(bǔ)償設(shè)備的投切次數(shù)的限制，要在設(shè)計(jì)時(shí)將全天的優(yōu)化方案進(jìn)行策略的管理,。總之,，在進(jìn)行比例調(diào)節(jié)系數(shù)額設(shè)置時(shí),，需要同時(shí)考慮功率因數(shù)的限制條件以及過補(bǔ)償限制的條件。
3,、增設(shè)對(duì)三相負(fù)荷的檢測(cè)調(diào)整
定期開設(shè)對(duì)三相負(fù)荷的檢測(cè)工作也是非常必要的,。在對(duì)三相符合的合理分配以及控制后,，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)開設(shè)檢測(cè)工作。電力的平衡不能是的,，只能是盡力做到相對(duì)的平衡,，在實(shí)際的檢測(cè)工作中，各部門應(yīng)當(dāng)以國(guó)家和相關(guān)部門制定的平衡度的衡量指標(biāo)作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),，將檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行專業(yè)的記錄和分析,，對(duì)各相的負(fù)荷電流進(jìn)行定期的檢測(cè)，以便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些三相的不平衡狀況,。當(dāng)在檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)有安全隱患的部位,，要及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整和修改。對(duì)于檢測(cè)過程中未發(fā)現(xiàn)問題的部位,，也應(yīng)當(dāng)提高瞽惕,。在檢測(cè)結(jié)束以后，不僅需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理和分析,，還要進(jìn)行及時(shí)的反饋,。這里的反饋主要是指根據(jù)檢測(cè)結(jié)果推斷出的三相需要進(jìn)行的調(diào)整，以及對(duì)于新技術(shù)在三相中運(yùn)用的可能性預(yù)測(cè),。通過合理的檢測(cè)和對(duì)檢測(cè)結(jié)果的深入分析,，我們可以在da程度上避免不平衡現(xiàn)象的出現(xiàn)，降低用電事故的出現(xiàn),。
4總結(jié)
配電網(wǎng)的三相不平衡的問題不僅會(huì)干擾配電網(wǎng)其他設(shè)備的工作的正常運(yùn)行,，而且容易增加故障，縮短電力設(shè)備的壽命,，進(jìn)而產(chǎn)生對(duì)通信系統(tǒng)干擾等較大的影響,。它不僅影響的是配電網(wǎng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，更是整個(gè)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益以及用戶的用情況,。因此從根本上改進(jìn)配電網(wǎng)三相不平衡的問題是非常必要的,，我們要進(jìn)行不斷的探索和研究。無論是在對(duì)三相的分配,，還是管理以及后期的檢測(cè)調(diào)整,，每一個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)當(dāng)努力做到認(rèn)真細(xì)致，并且開拓新的技術(shù)來服務(wù)于配電網(wǎng)的發(fā)展,。
