摘要：随着电力工程的不断改革和进步，低压电网三相负荷不平衡对高、低压线路、供电设备均造成危害，对供电企业的供电可靠性以及线路损耗、以及终端用户的用电均造成较大影响，为此，供电企业必须采取有效措施避免、纠正三相负荷不平衡。
关键词：光伏接入；低压电网；三相不平衡；治理研究；设计
引言
之所以造成低压电网出现三相负荷不平衡问题，主要原因是由于地区内低压电网属于单相负荷与三项负荷，整个电网属于混合式电网结构，电网所出现的运载负荷变化幅度相对较大。与此同时，地区经济在快速发展建设过程中，地区低压电网内单项负荷比例显著增加，负荷类别及特征也越加多元化。
1低压电网三相负荷不平衡的原因
三相负荷不平衡的形成，是由于低压电网多为单、三相负荷混合电网，负荷波动较大，且随着经济的发展单相负荷大幅增加，负荷性质多样造成的。因此，三相负荷不平衡的成因可归纳为以下几点。（1）农网改造前电力企业对农网的规划设计前瞻性不足。农网改造的目的当时主要是解决无电村的问题，电价高的问题以及供电无可靠性的问题，因当时没有充足的改造资金而且时间有限，改造范围广，施工任务紧。所以改造中在低压分支线路中架设了一定数量的单相两线线路，尤其是在用户不集中的村屯只有一条主线是三相线路，其余大部分是两线供电，没有把低压电网三相平衡问题在改造之初就纳入到工程的规划中去。（2）供电企业的运行管理中，没有对低压电网三相负荷不平衡的危害有一个清醒的认识，对于两相线路的相序接引未进行合理分布，忽视了两相线路的增加量，而且负荷越不集中的地方线路越长，线径越细，甚至出现迂回线路，末端负荷增加时也只好进行两线线路的延伸，这在无形中就加重了低压电网三相负荷的不平衡度。（3）随着经济的不断发展，农民生活水平不断提高，尤其是农网改造及“家电下乡”政策实施后，农民不只局限于拥有电视和照明设施，大量的大功率家用电器进入寻常百姓家，例如：微波炉、电冰箱、电炒锅、电热水器、电饭煲、电炒锅等，单台容量大多数从几百瓦到几千瓦不等，而且都是采用单相220V电源供电，造成单相负荷激增；另一方面，随着工业的发展，农副业加工量减少，单相负荷已经跃升为电力负荷的“主力军”，据了解，现在一般单相负荷已占到总用电负荷的70％以上，比重相当大。面临这种单相负荷用电极大增长的情况，如果不注意三相平衡，可能会使低压电网的三相不平衡度很大，电网运行状况下降。（4）用户的用电负荷性质发生了较大变化。负荷分电阻性、电感性和电容性三种，负荷性质不同功率因数不同，即使三相电流值相等，最后中性线上的电流也未必为零。而几乎所有的家用电器上标注的都是有功功率，单按铭牌功率去计算负荷进行接线，就很难实现理想的三相平衡，即中性线电流接近零。
2三相负荷不平衡的潜在危害
因三相不平衡受负荷、时间、季节等因素影响，动态变化大，而且直观上不能发现，因此产生的危害是潜在的，但往往是严重的。（1）对线损的影响。在三相四线制中，因三相负荷不平衡，致使三相电流不平衡，导致中性线电流加大，这就直接造成电能在线路上损耗的增加。据测算，三相四线制接线方式，当三相负荷平衡时线损最小；当一相负荷重，两相负荷轻的情况下线损增量较小；当一相负荷重，一相负荷轻，而第三相的负荷为平均负荷的情况下线损增量较大；当一相负荷轻，两相负荷重的情况下线损增量最大。当三相负荷不平衡时，不论何种负荷分配情况，电流不平衡度越大，线损增量就越大。（2）对设备的影响。三相负荷不平衡的重负荷相电流过大（增为3倍），可能造成变压器油和绕组的过热，引起油质劣化，迅速降低变压器的绝缘性能，以至于烧毁绕组。低压电网三相负荷不平衡还会反映到高压侧。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我们知道，高压线路过流故障占相当比例，其原因是电流过大。低压电网三相负荷不平衡可能引起高压某相电流过大，从而引起高压线路过流跳闸停电，引发大面积停电事故，同时变电站的开关设备频繁跳闸将降低使用寿命。（3）对电压的影响。在三相四线制中，因三相负荷不平衡，将产生零序电压，使配电变压器供电中性点漂移，形成一相电压低，而另一相电压高。电压低的一相严重时会使电器无法正常使用，而电压过高的相则可能烧毁电器；另一方面，电压过低及过高是引发服务投诉最为常见的因素之一。
3对三相负荷不平衡的防范措施
（1）加强对变压器三相负荷不平衡度的管理，应把降低三相负荷不平衡作为一项经济指标来抓，列入考核项目，制定奖惩措施以提高认识，增强对降损工作的自觉性和积极性。（2）在新建低压线路架设好以后在户表进行安装之前，把本台区下的单相负荷用户进行登记、规划，根据容量大小均衡地分配到低压线路的三相上，绘制施工图纸，并且要保留现场初始资料。户表安装要根据图纸施工，在每相接引的计量箱处做好相序标记，并在实际运行中选择负荷集中时间段对变台处三相线路用钳形电流表进行负荷分配情况的测试，检查是否在平衡度允许范围内，必要时做出调整。（3）对于新装用户，做好新增单相负荷的功率分配，同时将运行的功率因数不同的单相设备，分别均匀地分布到三相线路中。观察台区负荷的变化情况，定期用仪表进行测量，及时拟定平衡计划，调整负荷分布以期达到理想的平衡度水平，在实际工作中形成常态机制，不断完善提高。（4）观察季节性用电户的负荷变化，根据用户负荷的增加或减少，及时作出相应调整，满足现阶段负荷平衡度的要求。（5）合理配置无功补偿设备，提高用户的功率因数。由于实际三相电网并不总是平衡的，单相负载随时大量增加，负荷变化无规律，因此对某一相采样信号所做的电容补偿对该相是适当的，对另外两相可能是过补偿或欠补偿，达不到最优的补偿目的，所以采用新型无功功率自动补配电箱，分相就地补偿，实现补偿和配电双重功能。（6）用技术武装头脑，提高农电工的专业水平，把农电工从低压线损指标考核的巨大压力下解脱出来，提高农电工解决问题的能力，把农电工技能培训的各项工作提到重要议事日程上来。让他们用科学的方法对负荷进行分析，用切实有效的措施把低压电网三相负荷不平衡问题解决好，把线损稳定住、把损失降下来，不断提高供电可靠性，打造一个良好的效益型、服务型用电环境。
结语
三相不平衡优化控制平台在少量投资的基础上，全面监视低压三相负荷不平衡情况，为三相不平衡预警和查明不平衡原因提供依据，为不平衡治理提供依据，优化电网运行，合理操作相关设备，降低三相的不平衡度，为低压配电网的稳定、安全、经济性运行提供保障，减少因三相负荷不平衡造成的经济损失，实现配电网的优质供电，保证投资的正确性，同时保证了保护设备的正常运行，防止触电伤亡事故的发生，具有重要的社会意义。
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论文作者:管江宁
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/5
标签：负荷论文; 不平衡论文; 低压论文; 电网论文; 单相论文; 线路论文; 农电论文; 《电力设备》2019年第3期论文;