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摘要:配电三相不平衡是配电变压器运行过程中经常发生的问题，配电三相不平衡的产生，会增强配电变压器的损耗，降低电动机效率，对人们的用电产生不利影响。所以对此本文主要探讨了配电三相不平衡损害及控制，以此减少配电三相不平衡发生的几率，促进配电网的正常运行。
关键词:配电；三相不平衡；损害；控制
随着我国的社会经济的不断发展，人们对用电需求逐渐增加，配电变压器作为配电网的重要结构，对配电网的安全、稳定运行具有直接的关系。配电三项不平衡发生的原因有很多种，如管理因素、单项用电设备、临时用电以及电网格局不合理等等，这些因素都有可能引起配电三项的不平衡，对此提出科学、合理的措施，解决配电负荷不平衡的问题，提高配电变压器的运行效率，进而促进配电网的稳定运行。
1配电三相不平衡的主要原因分析
配电三相不平衡主要原因有很多种，具体主要表现在以下几个方面：
1.1低压配电线路布局不合理
在配电网建设过程中，一些施工人员在具体施工过程中，忽略了三相负荷平衡，进行护镖施工时，对于单相220V线路的接入，未严格按照一定要求进行接入，随意接入400v主干线路，这样就造成某一相上，其供电负荷过于集中，进而造成三项负荷不平衡。尤其是在一些农村地区，由于投入的资金有限，地形也比较复杂，而且用户居住比较分散，因此采用单相电源接入，使得低压配电网建设不够科学以及合理，进而引起三相负荷不平衡。
1.2三相动力用户负荷性质不同
三相动力用户负荷性质不同是引起三项不平衡的主要原因之一，具体主要表现在以下几个方面：单相电动机与电焊机接入会引起感性负载和容性负载不平衡；大型照明负荷会引起三项不平衡，如医院、学校等等，主要会引起低压线路负荷不平衡。
1.3单相负荷的不可控接入
近年来，随着我国社会经济的不断发展，人们生活水平的不断提高，家庭中的电器不断增加，包括电热水器、电饭煲以及电水壶等等，都是人们经常使用的家用电器，这些电器采用的单相是单相电源，且负荷发展具有一定的特点，包括不可控性、随机性以及无序性，如果不能不注意三相平衡的问题，在单相负荷极速增长的情况下，就会电网正常运行产生不利影响。
1.4单相负荷不同时性
对于低压负荷的电器，经常采用单相照明，对于大功率电器，其负荷发展具有较强的无序性，如果存在单相负荷不同时性，对于用户的横向用电，就会造成较大的差异，进而使得某一相的负荷较为集中，进而出现三相负荷不平衡问题。
1.5配电网日常管理不到位
配电网的日常管理不到位也是造成配电三相不平衡问题的出现主要原因之一，在配电网日常管理过程中，管理人员配电三相平衡问题了解的不够充分，尤其是由于配电三相不平衡造成的损害，即使了解关于三相平衡问题，但是也只重视三相平衡问题的的维修和管理，忽略了对三相负荷平衡的调整，这样就导致三相不平衡问题经常出现。
1.6设备故障影响
在配电网运行过程中，受各种因素的影响，难免各项设备会出现一些故障，如果不能及时的恢复设备的运行，就会造成某一相负荷下降，进而出现配电三相不平衡。
2配电变压器三相负荷不平衡造成的损害分析
针对配电变压器三相负荷不平衡造成的损害，还应采用针对性措施，加以解决，以此提高供配电效率。具体措施主要有以下几方面：
2.1附加铁损
对于电力系统变压器，其结构为铁心柱结构，这种结构的一次侧和二次侧分别为有零序电流和励磁电流，但是在铁芯中，二次侧励磁电流的磁通无法闭合，想要的实现有效闭合，需要通过油箱壁，进而引起发热，造成附加铁损。
2.3线路损耗
输电线路对电力系统网络中电流会产生阻碍，进而会造成电能损耗。目前主要采用的是三相四线制供电方式，目前人们的使用的用电设备，主要为单相设备，所以对于三相不平衡问题，是无法有效避免的。如果无法完全避免三相不平衡情况的出现，可以采用有效的措施，降低三相不平衡度，在此情况下，就会导致中性线上存在电流，并且中性线交出，进而增加线路损耗。
2.4损害用电设备
在对配电变压器进行设计过程中，应充分考虑三相平衡工况。对于每一相绕组，应保持其参数相同。绕组上的三项电流以及压降在平衡状态运行过程中会保持一只，输出的电压也是相等的，反之则电流、电压以及配变输出也会不平衡，这样就用电设备在不平衡电压进行运行，就容易造成设备烧毁，进而对用电设备造成严重的不利影响。
2.5配变出力减少
三相平衡工况对配变的设计具有决定性作用，每一相绕组内部参数对额定容量也具有重要影响，如果其内部参数相同，其额定容量也能够保持相同，而额定容量对配变的最大允许出力具有重要的影响。负荷较轻的一相在三相不平衡状态配变出力会变小，这样就会造成系统配变输出容量不符合标准要求。
2.6配变产生零序电流
各项电流在不平衡状态下的电流也不平衡，而且中线上的电流会随着系统不平衡的变大而增加，在铁芯中，会产生磁通，并在油箱上，通过磁通强制性，进而导致电流产生涡流损耗，使得设备发热，导致设备造成故障，影响设备的正常使用，降低的设备的使用寿命。
2.7电动机效率降低
输出线路不平衡状态下的输出电压不平衡，电动机在不平衡状态下，其转动主要受正序和负序电压相反旋转磁场影响。一般情况下，正序磁通要强，所以会按照正序磁场方向，电机进行运行，对于负序磁场，具有一定的制动作用，在这种作用下，会降低电动机效率。可见，在电动机在三相不平衡状态，对电网的正常运行会造成不利影响。
3控制配电三相不平衡损耗的解决措施
3.1无功补偿器
在电网供配电系统过程中，无功补偿器占据重要地位，它能够有效降低各种损耗，提高供电效率。所以在解决三相不平衡问题时，应加强无功补偿器的有效设置，以实现供电系统高效、稳定运行。在设置无功补偿器的设置过程中，应选择合适的补偿器，否则会损坏用地设备，而且对供电质量会产生不利影响。在三相不平衡问题中，通过无功补偿器的设置，能够有效解决零序电流问题降低变压器损耗。但是对于无功补偿器，还存在一些不足，具体表现在无功补偿器体重大、安装和维护成本高。如图1中的电容式无功补偿器
图1：电容式无功补偿器
3.2三相电源自动纠相器相序自动转换器
三相电源自动纠相器相序自动转换器主要由多个集表箱组成，造价比较昂贵，其功能特点具体主要表现在以下几个方面：（1）低/高电压保护。电路中电压不符合设定值的要求时，开关会自动切断，直到达到正常值恢复正常。（2）零火线接反保护。电路在零线和火线接反时，会自动断开。（3）零线断开保护。开关在零线发生异动时会自动断开。（4）断电时自动断开。开关在断电时会全部断开。（5）缺相或断相保护。在缺相或断相时会断开开关。（6）相序接反自动换换。自动保护器对相序接线情况进行检测，一旦检测到相序接反时，及时校正相序，保证动力设备的运行。（7）合闸前故障检测。在合闸之前，应对线路的各项参数进行检查，保证其各项符合要求。图2为三相电源相序自动转化器。
图2：三相电源相序自动转化器
3.3人工换相
在解决三相不平衡问题时，人工换相方法较为传统，一般情况下，对于经常发生三相不平衡问题地方，或者为了节省成本，会采用人工换相的方法。利用人工换相的方式，解决三相不平衡的问题，需要进行数据采集，同时还应对数据进行分析。由于用户的用电负荷具有季节性特点，所以在对计算用户用电负荷时，需要对数据进行反复的计算，这样就需要耗费大量的时间。而且人工换向对操作人员提出了较高的要求，必须由经验丰富的人员，才能做到这项工作。
3.4加强负荷不平衡管理
在负荷不平衡管理过程中，首先工作人员应加强对三相不平衡电流的监督以及测试，每月进行一次测量，可以根据具体的情况，适当增加测量次数，以此了解负荷状况。同时在配电设计过程中，还应通过科学、合理的措施，对三相不平衡度数据进行采集以及计算，额可i亿在变压出口端，设置C8051F单片机主控制芯的硬件设备，在相隔1小时，进行三相电流的采集和储存，并将其采集的数据录入到计算系统中，通过计算系统，实现三相不平衡度的计算。
3.5改造配电网
在配电网改造过程中，还应注重三相负荷分布控制，对于电网改造方案的设计，应根据具体的线路的情况，科学、合理的进行设计。在设置配电变压器时，应在负荷中心进行科学、合理的设置，对于供电半径，应在500m范围之内，同时还应采用三相四线制进行供电，保证每一个用户都能够计入系统，解决三相负荷不平衡问题。
3.6加强用户管理
为了保证变压器平稳运行，还应加强用电管理，对于用电与配电，应做到配合密切，同时在确定电网年度以及季度的运行方式时，应充分考虑用户用电的特点以及运行参数，并对配电变压器的调整运行方案进行合理的调整，对于有功功率和无功功率，能够做好平衡，同时还应加强对电能质量的有效改善。同时配电变压器运行人员，要加强用电临时用户以及季节性用户的用电情况地方充分掌握，应特别注意单相设备用电的合理搭配。
总结：
配电变压器运行过程中，由于各项因素，经常发生配电三相不平衡问题，配电三相不平衡的产生，会增强配电变压器的损耗，降低电动机效率，对人们的用电产生不利影响。配电变压器作为配电网的重要结构，对配电网的安全、稳定运行具有直接的关系。配电三项不平衡发生主要包括管理因素、单项用电设备、临时用电以及电网格局不合理等等，这些因素都有可能引起配电三项的不平衡，还应加强配电负荷不平衡的问题解决，提高配电变压器的运行效率，进而促进配电网的稳定运行。笔者认为还应加强对配电三相不平衡损害及控制的有效探究，以此有效促进配电网稳定运行，满足人们的供电需求。
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论文作者:陈浪
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/9
标签：不平衡论文; 负荷论文; 变压器论文; 单相论文; 电流论文; 设备论文; 配电网论文; 《电力设备》2017年第35期论文;