摘要：在低压配电网中,三相负荷不平衡问题是非常普遍的。在对实际电网运行工况的调研中发现,三相不平衡问题广泛存在,严重威胁电网稳定运行。所以,对电网三相不平衡问题的研究以及三相不平衡调补措施的研究是非常必要的。
关键词：配网；三相；不平衡
引言
随着社会发展和经济水平提高，电能的作用日益重要，无论是企业生产还是居民生活都离不开电能。居民负荷的增加和电力电子技术的发展，使电力负荷的构成出现了新的变化。非线性负荷、冲击性负荷及单相负荷的接入，进一步加剧了配电网三相不平衡等电能质量问题，并对电网的安全稳定运行造成威胁。近年来，对于配电网三相不平衡进行研究和优化，逐渐成为配电网优化的重要课题之一。
1配网三相电压不平衡问题分析
1.1导致变压器出现烧毁损坏
在整个低压电网线路运转过程中如果出现三相负荷不平衡电流，电流值超过固定标准，就会导致零序磁内经过的零序电流数值不断增大，经过油箱壁、钢结构件，进一步增大了电能的损耗，与此同时，导致变压器运转压力增大，不断积累，就会导致局部温度持续升高，进而影响油质，影响变压器自身绝缘性能的发挥，并且随着三相负荷不平衡情形加剧，在三相线路部分应当承受的电压超过极限值，就会直接出现变压器烧毁损坏等情形，中断运行。
1.2导致低压设备等产生损毁
出现低压负荷侧线路三相负荷不平衡情形，会导致电流值不断增大，影响变压器正常运转，出现局部的温度升高，对变压器本身的绝缘性能产生的危害很大，同时还会导致绕组直接烧坏，并且还有可能由于电流数值超过极限值，影响电磁场，从而波及高压侧部分的正常稳定运行。
1.2影响电压稳定
出现低压负荷侧线路三相负荷不平衡，会导致三相四线制内出现零序电压，从而导致变压器中性点两端分别出现低压和高电压的情况，低压位置一旦电压值过大，就会影响变压器正常运转，高压一侧一旦电压值超过标准，也会直接导致变压器损坏。根源在于中性点发生位移，从而导致出现配电变压器三相电压不对称，影响正常供电和用电。
1.4引起线损率上升
三相负荷不平衡将会产生不平衡电压，出现电压偏移，增大中性线的电流，就会大大增加线路的损耗。实践证明，一般情况下如三相负荷不平衡可引起线损率上升2%~10%，三相负荷不平衡度如果大于10%，则台区线损将会很明显的增加，较大的影响企业的经济效益。三相电器的效率降低。配变如果在三相负载不平衡情况下运行，输出的电压三相也会不平衡。
2配网三相电压不平衡处理措施
2.1加强负荷接入管理
因地制宜确定有效治理措施，针对监测发现的配电台区三相不平衡问题，各级配电网运维检修部门应从运维管理、网架结构、负荷特性等角度准确分析查找问题产生原因，应优先采用运维管理措施调整各相负荷分配，辅以必要的技术改造措施，力求标本兼治，确保合理的投入产出效益。对于因用户负荷接入分配不均衡或低压线路（设备）接地漏电导致的三相负荷不平衡问题，应及时安排运维检修力量进行处理。对于因低压线路主干或分支线采用单相供电限制引起的台区负荷不平衡，应纳入各类建设改造计划，改为三相供电模式。对于因特殊负荷随机变化引起三相负荷不平衡、采取运维管理措施后仍难以治理的配电台区，可采用三相负荷自动调节技术措施进行治理。鉴于无功补偿类相间负荷调节装置无法实现实际负荷均衡分配，对已安装低压无功补偿设备的台区，不宜再新增此类装置。
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2.2坚持三相负荷常态监测
加强三相负荷在线统计分析，强化营配数据贯通，充分利用PMS2.0配网运维管控、配变监测、用电信息采集等系统，开展配电台区三相负荷平衡情况在线监测及统计分析。暂未实现信息自动采集的配电台区，应结合设备运维巡视，定期采集配变低压侧三相负荷数据进行监测分析，及时发现问题。对于存在三相负荷不平衡问题的配电台区，要通过技术或人工排查手段，对台区用户负荷接入的相别、功率或用电量等信息进行统计，建立完善的配电台区用户负荷信息台账。鼓励有条件的单位研究应用负荷接入相别自动辨识、仿真分析、辅助决策支持技术，整合现有自动化、信息化系统，应用大数据分析和仿真技术开展负荷统计分析，寻找负荷变化规律，提出负荷调整建议。
2.3坚持坚持三相负荷动态治理
建立台区负荷精益化管控机制，配电台区三相负荷不平衡问题具有动态化、随机性的特点，各单位要以运检专业“夯实一个基础、抓好两个提升”为指导，不断夯实运检基础，提升设备状态管控能力，提升运检管理穿透力，将配电台区三相负荷不平衡治理作为推进配电网运维管理精益化的重要内容，建立台区三相负荷监测、预警、分析、治理、评价等常态化闭环管控机制，明确目标、落实责任、加强考核，创新管理手段，借鉴典型经验，及时发现问题、解决问题，切实有效消除薄弱环节。对于长期存在、久治不愈的普遍性问题，要集中精力加以研究，分析机理、找出规律、对症下药，通过一段时期的集中治理取得明显效果。
2.4应用无功补偿装置
在配电网中，无功补偿装置最为突出的作用是能够降低设备和线路损耗，从而提升供电效率和质量，通过对补偿装置的合理选择，可以使配电系统的损耗得到有效降低。同时，无功补偿装置可以使负荷不平衡引起的系统不平衡问题得到缓解，尤其是能够改善零序电流，从而提高三项不平衡度，降低配变损耗。无功补偿与谐波治理装置（如STATCOM、APF等），可以通过对不平衡负载的直接补偿，可以对三相电网中不平衡现象进行快速并有针对性的治理。进行无功补偿有多种方法，如与负荷并联电容进行补偿，或者在相间跨接电容进行补偿，还可以采用快速调节无功功率的静止无功补偿器（SVC）进行补偿。若补偿时仅检测相角来确定电容补偿，有时会使三相不平衡情况更加严重，故需结合计算机技术对传统的补偿装置进行改造，以使补偿更有效果和针对性。需要注意的是，虽然这种方法可以解决低压配电网的三相负荷不平衡问题，但是由于补偿装置的体积较大，加之安装与运维成本较高，所以该方法的经济性偏低，如果想要大范围推广使用，除了要缩小补偿装置的体积之外，还应当采取相应的措施降低安装和运维费用。
2.5平衡配电变压器的三相负荷
配电网设计时，应尽量将单相负荷分类，根据合理的用户数量、不同的负荷类别和相关的漏电情况等不同分类方法，均衡配置负荷，尽量使三相平衡。配电网运行时，应监测配电变压器出口和部分主干线的三相电流，及时调整不平衡负荷，或者根据用户的电能表抄见电量算出用户的实际平均负荷，并以此为参照重新调整三相负荷。其次，首先平衡低压线路末端的负荷，再平衡主干线和出线端负荷，即从电源末端用户向前端调整，从分支线向主干线调整。根据规程规定，一般要求配电变压器低压侧电流的不平衡度不大于10%，低压侧干线及主变压器分支线首端的电流不平衡度不大于20%。此外，对于因参数不对称导致的三相不平衡运行，需要装置三相断相保护器，或者配合相应的继电保护装置，当有故障时可以快速切断电源。
结论
综上所述，在低压配电网中，三相负荷不平衡问题普遍存在，为确保配网运行的稳定性，应对三相负荷不平衡的原因进行分析，并采取合理可行的措施加以防范和控制，只有这样，才能使低压配电网的运行更加安全、可靠。
参考文献
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[3]王金丽,盛万兴,方恒福等.自适应负荷型配电变压器设计[J].电力系统自动化,2014,9(15):44-45.
论文作者:杨晶,谢超,陈飞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/12
标签：负荷论文; 不平衡论文; 低压论文; 变压器论文; 装置论文; 电流论文; 电压论文; 《电力设备》2018年第17期论文;