供配電系統三相負荷不平衡調整開關及其應用

郭劍峰 楊瓅

摘 要：我國電力行業發展加快，用戶對電力質量也隨之增高，在經濟比較發達的區域會因為不均勻的負荷分配和負荷性質不同，導致低壓供電時系統負荷差異明顯，這樣所提供的電能質量不穩定。近年來，社會各界都把研究供配電系統三相負荷不平衡設置為重點課題，希望能夠解決供電質量不穩定的問題。三相負荷不平衡調整開關可以對電網三相不平衡進行調整是非常有用且有效的。本文簡單闡述了三相負荷不平衡的概念，并介紹了三相負荷不平衡調整開關及其應用。

關鍵詞：供配電系統；三相負荷不平衡；調整開關；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.173

在我國的供電系統中分為單相、非線性、沖擊性負荷。供配電系統中三相負荷系統的變化是不確定的，這就造成了三相負荷不平衡[1]。三相負荷不平衡會引發電壓、電流不穩定，在供配電系統中出現負序電壓、電流，直接讓電路受損，供電質量變差。據相關研究表明，一般情況下三相負荷不平衡有百分之二到十的幾率引發線路受損，三相負荷不平衡中接在輕負荷項的單相用戶容易出現電壓偏高，使電器使用壽命減少。為了保證用戶使用電能的安全，讓整個供配電系統的電路可以正常穩定運轉，保持三相負荷平衡是基本條件。

1 三相負荷不平衡的影響

高壓線路常見的故障即為過流故障，引發過流故障的根本原因是電流過大。電流過大極可能是由于低壓電網三相負荷不平衡引起的，進而引發高壓線路過流跳閘，出現停電，而且供電系統的開關頻繁跳閘也會減少使用時間。

一些供電網絡是三相四線制，電流通過線路時，必然有阻抗消耗產生的電能，損耗的電能與通過的電流平方成正比[2]。當有單相負載時，也容易引發三相負載不平衡，這樣中性線通過電流，產生了中性線和相線損耗。

供電系統中的配電變壓器是基本設備，是能夠產生配電損耗的設備，如果其運行環境是三相負荷不平衡，會增大配電損耗。配變設計的繞組結構是根據負載平衡設計的，這樣繞組性能一致，三相額定容量相等。但是當三相負載不平衡時，負載輕的一項就有富余容量，這樣配變的出力降低，同時也會出現零序電流。三相負荷不平衡情況越大，零序電流也會越大，零序電流也加大了配變的損失和消耗。

三相負荷不平衡會導致電流不平衡，導致電動機溫度上升，效率減小，能耗增大，輸出虧損。三相負荷不平衡對使設備使用時間減少，設備各零件部件頻繁更換，設備維修成本增大。

2 調整三相負荷不平衡的傳統方法

供電系統要完善關于三相負荷平衡的管理制度，并對此重視起來，這可以作為考核指標，根據考核的結果制定懲處措施，確定具體的獎勵和處罰細節[3]。對于能有效維持三相負荷平衡的工作人員以經濟獎勵，這樣可以提高工作人員的積極性。對于運行時間長的電力系統進行改造，了解用戶的用電情況，根據用戶需求來做出調整，合理的分配負荷。不對稱負荷分散供應，將造成不平衡度超標的連接減少，重新排列或者布置負載，這就讓系統更加平衡。對三相負荷不平衡的管理重視不夠，就會導致三相負荷不平衡的頻繁發生，所以要重視監測。對不同的變壓器使用不同的測量方式并且測量時段也要調整。三相電流和中性線要在高峰和低谷時段各測一次，變壓器負荷越大，測量時間越短，以便及時發現負荷不平衡，當負荷不平衡大于百分之十時，要及時調整。

3 三相負荷不平衡開關

三相負荷不平衡調整開關可以簡便快捷有效的對三相負荷不平衡進行監測和調整。三只熔斷器進線端分別接在三相斷路器出線的A/B/C三相上，三只RC1A型瓷插式熔斷器出線端相互聯接在一起，和中性線一起接入單相表箱的進線端，三只RC1A型瓷插式熔斷器插頭只連接一只，在換相時，不需要將整個配電臺區線路停電，只將三相空氣斷路器斷開，將連接的一只熔斷器插頭插入到相應相線的插座上后，恢復空氣斷路器到閉合送電狀態[4]。為了保證操作人員在進行三相負荷切換時不會觸及帶電設備，該裝置在三相空氣斷路器上加裝了閉鎖安全門，只有在三相空氣斷路器斷開時，閉鎖安全門才能打開，此時三只熔斷器進線端已經停電，操作人員是在停電狀態下進行三相負荷切換，確保了操作人員的安全。在三相負荷切換完成后，只有將閉鎖安全門關上，三相空氣斷路器才能合上。

4 結語

三相負荷平衡是供配電系統穩定安全運行的重中之重，三相負荷不平衡可以引發或小或大的危害，小危害如減少線路和配電變壓器的供電效率，大危害可能導致某相導線燒斷、開關燒壞甚至配電線變壓器燒壞等。三相負荷不平衡調整裝置安裝簡單，對運轉狀態要求低，安裝在臺區線路的分支線上，可以根據各個時段的負荷情況隨時調整三相負荷，調整方式靈活。調整一次分支線負荷的時間由以前的三個半小時縮短到現在的兩分鐘，既縮短了停電時間，又縮小了停電范圍，同時減小了工作人員的工工作強度，提高了供電可靠性，保證了三相客戶端電壓平衡穩定。綜上所述，通過三相負荷不平衡調整開關對電網三相平衡進行調整是一種成本低且有效的方式，具有極高的可行性。

參考文獻：

[1]方恒福，盛萬興，王金麗等.配電臺區三相負荷不平衡實時在線治理方法研究[J].中國電機工程學報，2015，5（10）：16-17.

[2]張志華，李金送，周捷等.低壓三相負荷不平衡治理控制策略研究[J].電氣自動化，2016，3（02）：32-33.

[3]王金麗，盛萬興，方恒福等.自適應負荷型配電變壓器設計[J].電力系統自動化，2014，9（15）：44-45.

[4]王晴.三相負荷不平衡調整開關及其應用[J].農村電氣化，2011，08（291）：5.

作者簡介：郭劍峰（1974-），男，江西萍鄉人，碩士，講師，研究方向：電力系統自動化。