摘要：本文分析低压线路三相负荷不平衡对低压电网、配电变压器造成危害，对供电企业安全供电降低线损、用户安全用电影响较大，并根据河源市区低压电网三相负荷不平衡的情况，提出了相应的对策。
关键词：低压线路；三相电；不平衡管理；提升
前言
近几年来，河源市城区在中低压配电网改造和建设过程中，投入了大量资金进行电网改造，诸如配电变压器放置在负荷中心，增添配电变压器数量，缩短供电半径，加大导线直径，增加低压线路等措施，并取得了阶段性的成果。但在实际工作及运行中，接电人员的疏忽再加上由于单相用户的不可控增容、大功率单相负载的接入以及单相负载用电的不同时性等，都造成了三相负载的不平衡。低压电网若在三相负荷不平衡度较大情况下运行，将会给低压电网与电气设备造成不良影响，导致低压电网的可靠性和稳定性差，线损率较高。
1 以降低低压线路损耗为目标的配变三相不平衡管理提升的实施背景
我国在社会和经济发展的过程中，将节约能源作为一项长远战略方针，国网公司今年来成立节能服务公司，目的就是通过技术革新，实现设备的节能减排。如何使配电网线损得到有效降低，提高电力系统经济运行水平，对减少能源损耗具有重要意义。国网公司目前加大了对线损的管理，大力推行同期线损系统，对10kV分压线损、分线线损以及台区线损的管理精益化水平越来越高，通过切实有效的方法降低配电网线损，不仅可以使能源利用率得到有效提高，提高配网的经济运行水平，同时还能使电网的运营成本切实降低，符合国家建设“节约型”社会的要求
1.1 目前配网中，10kV及低压配网线路运行年限长，存在大量单相低压线路，这些线路随意延伸，且未进行彻底改造，导致配变三相不平衡调整困难，这种情况在农村地区尤为严重。
1.2 管理不到位造成的三相不平衡。由于长期以来对配网低压业扩的管理较为粗放，造成低压用户接入随意性很大，接入方案大部分以方便施工为主要导向，造成各相接入的负载不平衡，同时管理层对配变三相不平衡运行管理未引起重视，导致配变长期存在三相不平衡情况。
2 以降低低压线路损耗为目标的配变三相不平衡管理提升的内涵和主要做法
以有效降低低压线路损耗为目标，通过PMS运维管控模块的积极应用，通过营配专业专业融合，分析配变运行数据，提取异常数据，同时合理调配内部资源，明确参与流程的各部门、各专业管理界面职责划分，完善工作考核机制，提出配变三相不平衡管理提升新模式。一是制定管理办法，明确各部门各专业管理界面职责；二是加强管理，建立三相不平衡异常数据治理常态化管理机制；三是技术革新，通过新技术手段解决技术难题。主要做法如下：
2.1 完善设计图纸资料
每个台区均应绘制完整的配变一次接线图、低压线路单线图，并通过PMS2.0的GIS模块绘制地理接线图以及表箱和配变的关系图等信息。
2.2 管控建设环节配变建设施工质量
一是对低压线路的相序色标进行完整准确的安装，确保相序排列符合规定要求。二是在接入低压用户负荷时，要严格根据用户负荷相序管理要求开展，杜绝私拉乱接的情况发生。三是在竣工验收时，验收人员要重点根据用户相序管理分配表对配变低压用户接入相序分配情况进行逐一核对，验收通过后，相应资料一并移交运维管理部门。
2.3 强化运行监测管理
要积极应用PMS生产管理系统配网运维管控模块，开展配变负荷运行情况监测工作，通过系统监测配变的三相电流电压，以及零线电流，重点分析负荷高峰期配变三相不平衡情况，对负荷率较高配变应加大监控力度，通过技术或人工手段解决三相不平衡问题。
2.4 强化台区线损管理
由于配变三相不平衡会增加台区线损，通过建立同期线损系统，实现对台区线损的实时监测，同时将台区线损指标分解到具体供电所和责任人，加大台对区线损的考核力度，从而提高配变台区线损管理水平，降低台区三相不平衡和线损率。
2.5 建立完善的新投异动管理机制
针对目前营配贯通尚未完成的情况，建立完善的配电设备新投异动管理机制，优化管理流程，确保中低压设备新投异动后，在生产PMS、营销业务系统以及GIS等系统的台账和图形能够及时跟新，使新接入用户不会对系统三相负荷平衡情况造成影响。
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2.6 试点应用配变台区三相不平衡治理装置
通过试点应用配变台区三相不平衡治理装置，开展配变三相不平衡治理，选取眉山供电公司10kV明南I回#2台区作为试点台区，根据台区历史负荷情况，按照治理配置原则，计算出三相不平衡需调节的范围，确定三相负荷不平衡调节装置的具体容量配置，最终选取了在台区低电压出口处加装了1台80kVar的SVG三相负荷不平衡调节装置。
3 以降低低压线路损耗为目标的配变三相不平衡管理提升的实施效果
3.1 配变三相不平衡情况得到显著治理
以眉山供电公司10kV明南II回#1台区作为对象，该配变容量为630kVA，在配变低压出口侧安装SVG三相负荷不平衡调节装置，如图4.1所示，装置安装时间为2016年12月，测试时间为2017年1月27日。装置安装前，对该台区三相数据进行查询记录，通过PMS2.0系统得到如图4.2所示，数据采集时间为2016年10月26日，从图上可以看出，该配变台区的三相电流明显不平衡，B相电流高于其他两相，特别是在中午11点30分左右，B相电流明显高于其他两项，11点15分，配变低压电流IA=6A，IB=53.52A，IC=16.56A，三相不平衡高达88.7%。装置安装启动后，通过调节，该台区的不平衡效果得到有效改善，选取装置投入后的某天的数据进行分析，时间选择2017年1月27日，台区电流情况图4.3所示，从图中可以看出该台区三相电流在通过治理后，不平衡度大幅降低，选取11点15分具体数据，IA=30.56A，IB=31.44A，IC=29.76A，三相不平衡降低到了5.3%，治理成效明显。
3.2 降低了配变损耗
配变三相不平衡会产生附加损耗，该损耗主要是零序电流损耗，零序电流损耗分别是负载损耗的21.5倍和22倍；当配变负载率不变时，三相不平衡度由66.7%降低到26.1%，其额外损耗由3.82kW减少到0.345kW，损耗降低了90.97%，可以看出当三相不平衡得到治理后，配变的损耗降低非常明显。
3.3 经济效益较为显著
假设配变全年正常运行，未发生计划或故障停运情况，电费以每度0.5元进行计算，通过治理后，配变一年减少损耗电量约33462kWh，减少电费损失约16731元，经济效益明显。
4 危害
4.1 配变出力减少
配变线圈结构是按对称运行情况设计的，其绕组性能基本一致，各相额定容量相等。配变的最大允许出力要受到每相额定容量的限制。假如当配变处于三相负载不平衡工况下运行，负载轻的一相就有富余容量，从而使配变的出力减少。其出力减少程度与三相负载的不平衡度有关。三相负载不平衡越大，配变出力减少越多。为此，配变在三相负载不平衡时运行，其输出的容量就无法达到额定值，其备用容量亦相应减少，过载能力也降低。假如配变在过载工况下运行，即极易引发配变发热，严重时甚至会造成配变烧损。
4.2 降低电动机效率
当配变三相负载不平衡时，将引起输出电压三相不平衡。由于不平衡电压存在着正序、负序、零序三个电压分量。当这种不平衡的电压输入电动机后，负序电压就会产生与正序电压相反的旋转磁场，起制动作用，使电动机输出功率减小，从而导致电动机效率降低。同时，电动机的温升和无功损耗，也将随三相电压的不平衡度而增大。所以电动机在三相电压不平衡状况下运行，是非常不经济和不安全的。
5 解决对策
积极开展变压器负荷实际测量和调整工作。配变的负荷实测工作看似简单，但是在实际工作中有几点需要注意，一是实测工作不能简单地测量配变低压侧Ａ、B、C三相引出线的相电流，而且要测量零线上的电流，或者是测量零线（排）对地电压，从而可以更好地比较出三相负荷的不平衡情况，二是实测工作要向低压配电线路的末端和分支端延伸，这样可以进一步发现不平衡负荷的出现地点，确定调荷点，三是负荷实测工作既要定期开展也要不定期开展，尤其是在大的用户负荷投运和在高峰负荷期间，要增加实测的次数，通过及时的测量配变低压出线和接近用户端的低压线路电流，便于准确地了解设备的运行情况。
6 结束语
三相不平衡负荷问题是配网低压线路系统面临的一大问题，供电企业必须积极重视三相不平衡负荷问题，结合线路的现实运转情况来采取科学有效的措施，控制三相不平衡问题，这样才能降低线损，提高供电企业的供电经济效益。
参考文献：
[1]何金梅.不平衡电网电压下双馈风电系统的控制研究[D].哈尔滨工业大学，2013.
[2]於妮飒.不平衡电网下双馈异步风电系统的预测电流控制技术研究[D].浙江大学，2013.
论文作者:张艺凡
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/14
标签：不平衡论文; 低压论文; 负荷论文; 负载论文; 线路论文; 情况论文; 线损论文; 《电力设备》2017年第35期论文;