摘要：由于低压配网中单相用户负荷特征较复杂、用电习惯差距较大、用电随机性强、用电同时率低等因素导致的三相负荷不平衡问题呈现长期性特征。三相负荷不平衡可造成配电变压器处于不平衡运行状态、损耗增大、局部温升较大而缩短变压器使用寿命，可造成低压线路中性点电位偏移导致部分用户电压偏低和低压线路损耗增大，可造成用电设备不能正常工作等问题。近年来，国内外许多学者对低压台区三相负荷不平衡带来的电能质量问题进行了研究，潘本仁等人分别从定性分析和定量计算两方面展开了详细的讨论，但未给出明确的三相负荷不平衡危害分析评估指标，难以准确评估其危害程度以及为治理方案提供针对性的指导意见。围绕低压台区三相负荷不平衡的治理措施，叶伟杰提出智能化的自动换相装置取代传统的人工换相，以提高换相的频次和节省人力运维成本；潘志等人提出使用无源的无功补偿装置（如：分组投切电容器）对三相不平衡负荷电流进行补偿，以较低的成本分级平衡负荷电流；提出使用有源的变流器（如：有源滤波器、静止无功功率发生器等）对三相不平衡负荷电流进行补偿，以无级、快速地平衡负荷电流。
关键词：配电变压器；负荷不平衡；线损率
1配电变压器的挑选
1.1变压器容量挑选
配备变压器容量的选择主要依据是当地的平时负荷的多少，来具体问题具体分析。如果变压器容量过小，电力负荷增大，过载的电能过多，就会使变压器过热，甚至能够把变压器烧掉的可能，变压器不能够承载过多的电力；如果变压器过大，而电力负荷过小，就会形成浪费，有点大材小用的意思。最后，我们可以得出变压器容量的选择最好就是根据安装区域的用电多少，才能既不浪费又不加重变压器的负担。
1.2变压器安装位置的选择
变压器安装位置不仅要选择合理的场地和环境，而且还要把配电变压器放在靠近负荷中心的位置上，可以让供电半径变短，500米的范围内是最合理的安排。就那些负荷较分散的地区，最好把负荷的范围控制在500米以内，才能让变压器的损耗减少。
2配电变压器负荷不平衡对线损影响
2.1线损率上升
供电服务过程中，如果配电变压器负荷有任何的不平衡或者异常问题，都可能对用电客户、电力系统等带来不良影响，特别是线损与线损率方面的变化是最直接的影响。这种影响体现在：供电线路多为大范围、远距离线路，中断一般处于相对偏远位置，各个变压器之间也有一定的距离，实际的远距离传输操作中，如果变压器负荷不稳定，或者失去平衡则可能导致供电系统无法常规运转，导线截面无法被正常使用，这也将加剧线损问题。进而使线损率上升。
2.2增加低压线路电能损耗
配电变压器如果负荷出现不平衡、不稳定等问题则可能造成低压线路的电能无功损耗，这是因为现阶段的电力系统电网供电通常选择三相四线制模式，实际电力供应中难免会有单相负荷电压，从而导致供电负荷难以达到平衡状态。当电网系统出现负荷不平衡时，电流则将流经中线段，从而加剧电能的无功损耗。通过带入数据进行计算、分析最终得出：配电变压器负荷不平衡状态下，线路的损耗率最高能达到4．5I2R，电能损耗率则将上升至百分之五十，对此所带来的低压线损必然较为巨大。
2.3变压器损耗的上升
配电变压器如果自身负荷失衡，则可能造成配变自身的损耗也上升，实际的电力电能输送中，配变损耗一般包括：配变空载运行所带来的电能损耗，电流负载带来的损耗等。如果发现变压器自身运行不平衡、状态不稳，各个环节的电能损耗都可能上升。在众多的损耗中，空载损耗将带来最大的损失。所谓的空载损耗的成因体现在：主磁通和铁芯叠片共同影响下造成设备或线路的绝缘度下降，严重时还可能导致线路部分地区的涡流性受损。特别是如果变压器负荷失衡或者不稳，其中则可能产生大量的零序电流，低压端电流最为明显，这其中所产生的零序磁通无法妥善闭合，从而导致油箱即便处于闭锁模式，其内部的部件也可能发热，进而损耗上升。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，配变的负载损耗也可能产生集肤效应，造成导体内电流无法彻底分布，在这种情况下损耗率则将直线上升，上升至超过100%。
2.4高压线路电能线损加剧
配电变压器如果自身的负荷出现不平衡、不稳定等现象，则可能造成高压线路的电能线损也急剧上升，低压配网系统内部电能在传播、传输过程中，变电站负荷如果出现失衡现象，则将使得高压线路同低压线路一样其电能无功浪费。而且低压一端的不平衡负荷也可能导致配变高压侧负荷失衡，一旦配变整体上处于失衡状态，配变得高压端和低压端的电流值，二者之间会形成比例，最终使得高压线路线损上升。
3配电变压器负荷不平衡的控制对策
3.1平衡配变负荷
由于配电变压器负荷不平衡会增加配变本身的损耗，实验与实践证实，配变的损耗会随着三相负荷不平衡的增大而上升，对此必须强化配变负荷的监督、检查与控制，通过动态地调节负荷，来努力维护三相负荷的平衡，具体可以从下面做起：（1）改革电流表类型。选择钳形电流表，将其用在变压器出线、低压线等位置，统一测出三相电流，经过测量发现超越平衡数值时，则应对各项负荷加以调节、调整，使其达到平衡状态，而且还要参照用户的实际情况，例如：数量、用电负荷大小等来对应科学分配单相负荷，使其能够匀称地配置到配网线路。（2）三相四线供电模式。低压台区如何发现单相负荷分布相对聚集，没能均匀分布，则可以尝试选择三相四线制供电模式，这样能够在某种程度上四线负荷的均衡分配。（3）主干线与出线端负荷平衡。确保低压线路末尾负荷平衡的条件下，应该尽全力让干线与出线之间的负荷达到一致平衡，低压端电流不平衡要低于10%，同时，低压端干线、支线首端等的电流不平衡度也需要低于20%。
3.2科学设定无功补偿模式
低压配网系统中，通常为单相负荷，因为负荷之间无法达到平衡，实际的无功补偿过程中则需要选择三相分补与共补模式，或者尝试将电容接在相间，这样也能达到提升功率因数的目标，从而控制电能的不良损耗，提高电能质量，最大程度节省电力使用。
3.3配置三相不平衡保护设备
为了控制配变负荷不平衡问题，也应该尝试装配保护性设备，对于配电系统来说，如果选择了三相四线制，系统内部的任何一相如果能正常通电，都能有效地切断电源，从而达到有效控制负荷不平衡的目标。保护设备能够有效发挥保护功能，为整个配网系统、配电变压器等提供针对性的保护，从而有效抑制配变负荷不平衡问题。
3.4优化调整配电变压器
配电变压器负荷不平衡将为配网系统带来不良的线损问题，从而威胁到整个配网系统的安全，对此要求配网工作人员必须给予特殊的关注，可以尝试从变压器自身入手，加大对配变的管理力度，善于总结、发现配变中存在的问题，深入剖析问题，同时，提供相关的技术支撑，通过分析、掌握配网系统中的电能利用状况，配网中电流大小以及负荷高低等来对应调节变压器的参数，使变压器参数有利于变压器负荷的平衡，控制不良线损问题。实际的配变调节中，也应该结合用电客户在不同时间的用电需求量来对应控制变压器，减少低用电需求状态下，配变的空载问题，从而提高电力系统的工作效率。
4结论
配电变压器负荷不平衡会对线损带来较为严重的影响，供电企业必须意识到配网负荷不平衡问题的严重性，采取科学的解决对策措施来维护配网负荷平衡，提高配网运行效率，控制由于负荷不平衡所带来的线损问题，从而提高配网工作效率，达到预期的配网运行质量。
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论文作者:刘建华,刘世珍
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/4
标签：负荷论文; 变压器论文; 不平衡论文; 电能论文; 低压论文; 线损论文; 电流论文; 《基层建设》2017年第36期论文;