摘要：在配电台区中，变压器担负着配电和送电的重要任务，是配电台区的中心枢纽；配电台区的线路网络则为变压器的传输通道。科学、合理的线路网络结构式变压器的安全、优质和低损供电的重要保证。而三相负荷电流平衡既是衡量台区线路网络结构合理性的重要依据，也是变压器正常运行的基本要求。运行实践证明，低压配电线路三相负荷电流不平衡时，会对线损、电压造成一定程度的影响，造成线损增加，从而影响变压器供电的可靠性和稳定性，而且关系变压器供电损耗率，同时给供电管理部门特别是基层供电分局造成较大的困难和损失。
关键词：三相负荷；不平衡；危害；防范措施
前言
我供电分局在进行电网改造期间，采取了诸如在负荷集中地区增添配电变压器数量，配电变压器放置在负荷中心等降损技术措施，但是较多台区的三相负荷电流不平衡等情况仍时有发生。经过实地调查，发现三相负荷电流不平衡台区都位于负荷较大且居民出租屋较多的地区，这些地区用电高峰时段相对集中在同一时间段，供电方式采取单相二线制、二相三线制，即使采用三相四线制供电，由于每相电流相差很大，致使线损率提高。因此改善低压配电线路三相负荷电流对低压电网安全稳定运行起到关键作用。
1.三相负荷电流不平衡原因分析
1.1三相负荷的不合理分配
由于现阶段三相四线街线大多采用垂直布线的形式，然而，在装表接电的过程中，部分的装表接电人员没有注意到要控制三相负荷平衡，更多的是为了贪图方便往最靠下的一相接线（一般是C相），从而造成一带的负荷都同时使用一相线路，导致该相电流明显增大，电压降增大，从而重载相出线电压低的现象。其次，我国的大多数电路都是动力和照明混为一体的，所以在使用单相的用电设备时，用电的效率就会降低，这样的差异进一步加剧了配电变压器三相负荷的不平衡状况。尤其在以往的农村低压配电网建设中，受资金和地形限制，投资小规模大，部分用电户居住分散，为节省工程投资，一些偏远的用户采用单相电源接入，造成低压线路三相负荷不平衡。低压配电网在建设初期形成负荷不均衡的状态。
1.2用电负荷的不断变化。
单相负荷的不可控接入，造成三相负荷不平衡。近年来，城乡经济飞速发展居民生活迅速提高，居民家庭除照明电器增多外，大量的中、高档、大功率的家用电器进入寻常百姓家，例如电饭煲、电水壶、电炒锅、电热水器、电取暖器、小水泵等，单台容量大多数在800～2000kW，都是采用单相电源，单相负荷激增。这些负荷的发展具有随机性、无序性和不可控性。在单相负荷用电量极大增长的情况下，若不注意三相平衡，可能使低压电网的三相不平衡度很大，电网技术状况很差。单相负荷不同时性，造成三相负荷不平衡。低压负荷往往以单相照明为主，家用大功率电器无序发展及同时性不高，用户横向用电差异较大，经常形成低压线路某一相负荷偏重，引起三相负荷不平衡。
1.3对于配变负荷的监视力度的削弱。
在配电网的管理上，经常会忽略三相负荷分配中的管理问题。运行管理人员平时不了解三相负荷变化情况，日常巡视不检测三相电流平衡程度，不对负荷进行平衡调整，致使配电网长期在三相负荷极不平衡下运行，对线路三相负荷的管理带有盲目性和工作随意性。
2 三相负荷电流不平衡对线损的影响
2.1增加线路的线损
变压器的损耗包括空载损耗和负荷损耗。正常情况下变压器运行电压基本不变，即空载损耗是一个恒量。而负荷损耗则随变压器运行负荷的变化而变化，且与负荷电流的平方成正比。当三相负荷不平衡运行时，变压器的负荷损耗可看成三只单相变压器的负荷损耗之和。
2.2 影响电压质量
当发生三相负荷电流不平衡时，中性点电位就会发生偏移，线路压降和功率损失就会大大增加。接在重负荷的单相用户易出现电压偏低，电灯不亮、电器效能降低等问题。而接在轻负荷的单相用户易出现电压偏高，可能造成电器绝缘击穿、缩短电器使用寿命或损坏电器。对于动力用户来说，三相电压不平衡，会引起点击过热现象，所以只有三相负荷相对平衡的状态才能保证用户的电能质量。
2.3增加配电变压器的电能损耗
正常情况下，配变的负载损耗与负荷电流的平方成正比。三相负荷不平衡时，配变输出相同功率，配变负荷损耗大于平衡时的损耗。由于变压器绕组结构是按对称运行情况设计的，三相绕组结构性能一致，其最大允许出力受每相额定容量的限制。当不对称运行时，负载轻的相就有富裕容量，从而使变压器效率降低，备用容量减少，过载能力降低。
2.4威胁用户用电设备和人身安全
当配变三相负荷不平衡运行时，一相或两相负荷大，将增大线路电压降，降低电能质量，应先给用户电器使用。负荷严重不平衡，中性线电流甚至超过相线电流，很容易造成中性线烧断，中性点将产生位移，偏移严重时，单相电压可升高到线电压。若中性线接地保护不好，中性线电流产生的电压严重危及人身安全，造成用户单相电器设备不能正常使用或烧毁。
3 配电变压器三相负荷电流不平衡的防范措施
3.1加装三相负荷不平衡自动调节装置
三相负荷不平衡自动调节装置通过外接电流互感器实时检测系统电流，并将系统电流信息发送到内部控制器进行处理分析，以判断系统是否处于不平衡状态，同时计算出达到平衡状态时各相所需转换的电流值，然后将信号发送给内部驱动器并驱动其动作，将不平衡电流从电流大的相转移到电流小的相，最后达到三相平衡状态。
3.2加装负控终端
负控终端可对配变负荷进行实时的监测和负荷控制，通过对三相负荷率的监控记录，运行人员便可从系统筛选出三相负荷电流不平衡的台区及其不平衡出现的时间，为日后整改工作提供了数据支持。
3.3采取人工调相
为解决因装表不规范和单相负荷不可控接入的问题，当出现三相负荷电流不平衡时，应根据负荷性质、负荷容量，把相对偏重的一相负荷调整到较轻一相，从而达到三相负荷较平衡状态，这也是配电网较为常用的控制措施。
3.4科学规划配电网
首先从规划、设计、安装等方面做起，做好负荷预测和申报负荷资料的统计和分析，把用电户数、负荷大小、用电性质、生产班次进行详细排列，根据调查资料，确定配电变压器设置的位置和布线方式，从源头上把负荷分配均匀。
结束语
由于三相负荷平衡供电不仅可以降低变压器损耗，而且可以避免因三相负荷极不平衡供电而使变压器发热甚至烧毁。从而确保了变压器的安全、优质和低损供电运行。因此，三相负荷平衡供电原则在低压配电线路改造工作和线损管理中，得到了广泛的应用。
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论文作者:陈嘉俊
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/18
标签：负荷论文; 不平衡论文; 电流论文; 变压器论文; 单相论文; 线路论文; 电压论文; 《基层建设》2017年第30期论文;