配電變壓器負荷不平衡對系統(tǒng)的影響

孔衛(wèi)東

近年來，配電變壓器負荷不平衡已經(jīng)逐漸成為一個人們?yōu)橹_的問題，因為它直接關系到人們的日常生活。雖然在低壓線路改造這方面人們已經(jīng)做出了努力和進步，但是，由于對負荷不平衡的忽略或者說不夠重視，導致它已經(jīng)產(chǎn)生了相當?shù)奈：屯{。對于變壓器負荷不平衡對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，我們不得不加以重視，并分析其原因，進一步找出解決方案。

1.負荷不平衡帶來的危害

線損增加。線損增加體現(xiàn)在兩個方面。第一個是變壓器的損耗。空載損耗以及負載損耗是配電變壓器損耗的兩個組成部分。空載損耗與配電變壓器的運行電壓有關系，運行電壓的變化會帶來空載損耗的變化。在通常情況下，配電電壓器的運行電壓基本上沒有什么變化，也就是說，對于空載損耗的影響不大。而負載損耗是與通過的電流呈一定的比例關系。準確的來說，負載損耗與通過電流的平方成正比。在輸送容量相同的情況下，由于三相負荷的不平衡，導致了變壓器的損耗增加。第二個方面是線路的損耗。大家都知道，在電流通過線路時，會產(chǎn)生功率的消耗。功率的消耗與變壓器三相的不平衡有著密切的關系。不平衡度越大，功率的消耗就越大。線路的損耗也就越大。

變壓器的利用率降低。變壓器的出力是變壓器利用率的衡量指標。變壓器三相繞組的結構性能是相同的，按照正常情況來說，三相間的平衡可以保證變壓器的出力達到最大，從而使得變壓器的利用率最大。當三相的負荷不平衡時，每相的最大負荷值就有所不同。變壓器會以能承受最大負荷的那個繞相所能承受的負荷為限。這樣就降低了配電變壓器的最大負荷值，在嚴重的情況下，如果變壓器三相的負荷不平衡過大，使繞組的結構容易受到損壞。所以說，過載就會帶來變壓器被燒壞的后果。這使得變壓器的利用率大大降低。

零序電流帶來的威脅。當配電變壓器的不平衡程度到達一定程度時，零序電流就很容易產(chǎn)生，零序電流通常集中在變壓器的鐵心中，隨后會產(chǎn)生零序磁通。零序磁通會在變壓器的相關結構下構成通路。構成通路以后便帶來了麻煩。因為，變壓器的這些結構在設置時并沒有考慮導磁這些因素。由于零序磁通所帶來的磁通量無法通到變壓器外，只能在變壓器的內部結構中造成危害，比如說造成磁滯和渦流損耗。該文原載于中國社會科學院文獻信息中心主辦的《環(huán)球市場信息導報》雜志http：//www.ems86.com總第539期2014年第07期-----轉載須注名來源由此帶來的后果是，通過線路所消耗的功率增加，于是變壓器再次面臨損耗的威脅，因為變壓器的內部金屬結構已經(jīng)升高，變壓器很有可能被燒壞。

電壓的不平衡。電壓的不平衡也是由三相負荷不平衡所導致。三相負荷不平衡時，每相通過的電流也就不一樣，導致電壓降就也不一樣。通過電流大的，電壓降就相應比較大，通過電流小的，電壓降就相應的也就比較小。電壓降就不一樣造成每相的電壓不用，這已經(jīng)開始影響三相負荷的不平衡。變壓器的出力已經(jīng)變得不穩(wěn)定，電能也在一個起伏的狀態(tài)。換句話說，電能的質量也受到了影響。用戶的照明生活肯定也受到了干擾。

輸出功率降低，繞組溫度升高。當變壓器負荷不平衡導致電壓輸出不同以后，感應電動機中會產(chǎn)生逆序磁場。就字面上理解，逆序磁場肯定與正序旋轉磁場相對應。逆序磁場有著一定的阻礙作用，但是，它無法完全消除正序旋轉磁場的強大力量。換句話說，電動機在正，逆序旋轉磁場的共同作用下做正序旋轉運動。由于逆序旋轉磁場的阻抗小，因此逆序旋轉磁場的電流就比較大，電流增大以后，通過線路的功率就增加。電動機的輸出功率會降低。每相的繞組溫度就會升高，與前面所分析的內容一樣，溫度升高會帶來變壓器被燒壞的危險，容易出安全事故。

2配電變壓器負荷不平衡對系統(tǒng)影響的原因分析

對三相負荷不平衡的重視不夠。在比較早的時間里，大家潛意識里已經(jīng)意識到三相負荷不平衡可能會帶來的危害，但由于一味的在低線路改造方面做努力，忽略了負荷平衡的因素。管理人員沒有按照規(guī)定去執(zhí)行，在負荷平衡問題上缺乏監(jiān)測的自覺性和審查力度。通常，它們普遍認為，只要線路沒問題，電壓能供應，不出安全事故，不影響用戶的日常照明生活就可以了，沒有重視負荷不平衡可能帶來的潛在的危險，缺乏自覺性。

單向用電設備的增加。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平逐漸提高。單相用電設備的普及程度以及使用頻率也因此增加。單相用電設備通常是指一些功率比較大的電器。比如空調。這些設備有諸多優(yōu)點。安全方便，節(jié)能環(huán)保，很受大部分家庭用戶的喜愛。但是，這些電器的功率比較大，所以需要使用單相電源，這樣更能滿足這些設備的需求。但是，當單相電源承載的電量過大時，會造成對負荷不平衡的負面影響。也就是說，負荷不平衡的程度加大。

3.解決辦法

對于基礎資料的完善。對于任何事情，如果想解決好，必須先得有足夠的了解。我們可以組織人專門針對用戶各相的負荷情況做一個報表，便于分析。這個表需要及時的更新。比如新增的用戶或者新的負荷數(shù)據(jù)。通過嚴格的檢查，保證變壓器的負荷平衡。

加強用電管理。管理人員在了解了負荷平衡的重要性后，就應該在這方面做出改革。管理人員要熟悉情況，對于負荷的調整與分配情況要有一定的把握與策略、

由于配電變壓器的負荷不平衡問題已經(jīng)成為一個困擾，因此對于它的探討和解決方案的研究也就很有價值。這是一個長期并且很艱難的過程，我們必須要堅持下去，這對于變壓器效率的提高和安全性的保障很有意義。我們要努力把它做好。

（作者單位：國網(wǎng)山東鄄城縣供電公司）