配網(wǎng)三相不平衡解決方法的研究

吳信文

摘 要：文章首先對(duì)配網(wǎng)三相不平衡的危害進(jìn)行簡要分析，在此基礎(chǔ)上提出解決配網(wǎng)三相不平衡的方法。期望通過本文的研究能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性及可靠性的提升有所幫助。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；三相不平衡；解決方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.136

1 配網(wǎng)三相不平衡的危害分析

配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分之一，主要負(fù)責(zé)接受和分配電能，其運(yùn)行穩(wěn)定與否直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的正常運(yùn)行。然而，三相不平衡會(huì)給配網(wǎng)帶來一定的損耗，其對(duì)配電網(wǎng)的危害具體體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：一是對(duì)配變的危害。當(dāng)配電網(wǎng)中出現(xiàn)三相不平衡時(shí)，會(huì)對(duì)配變造成危害，由此會(huì)導(dǎo)致鐵芯的損耗增大，增加額外的銅損，配變的出力狀況也會(huì)隨之減少，還會(huì)引起中性線電流，進(jìn)而造成渦流損害。二是對(duì)線路的危害。配電網(wǎng)出現(xiàn)三相不平衡后，會(huì)導(dǎo)致線路的損耗增加，因輸電線路本身存在阻抗，從其中通過的電流會(huì)消耗一部分電能，這是無法避免的損耗，只能減少，不可消除，但當(dāng)系統(tǒng)處于三相不平衡狀態(tài)時(shí)，電流會(huì)從中性線流過，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生另外的損耗，這個(gè)損耗要比輸電線路正常的損耗高出數(shù)倍。三是電動(dòng)機(jī)的輸出功率減少。在三相不平衡的狀態(tài)下，配變二次側(cè)輸出的電壓也是三相不平衡的，其中包含三個(gè)電壓分量，即正序、零序及負(fù)荷，由于零序電壓無法接入電動(dòng)機(jī)，故此會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的輸出功率下降，這樣會(huì)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成不利影響。四是縮短用電設(shè)備壽命。當(dāng)配變處于三相不平衡的狀態(tài)時(shí)，負(fù)荷較重的相與負(fù)荷輕的相之間會(huì)出現(xiàn)反差，若是在這種情況下對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行供電，則會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的使用壽命縮短。

2 解決配網(wǎng)三相不平衡的方法

對(duì)于配電網(wǎng)而言，三相不平衡的危害非常嚴(yán)重，故此，必須采取有效的方法進(jìn)行解決處理，以此來確保配電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。由于三相不平衡的產(chǎn)生原因較為復(fù)雜。為此，應(yīng)當(dāng)從技術(shù)和管理兩個(gè)層面著手，提高治理效果，使三相不平衡問題得到有效解決。

2.1 技術(shù)措施

（1）手動(dòng)調(diào)節(jié)相序。這是一種傳統(tǒng)的三相不平衡治理措施，具體做法是通過操作人員進(jìn)行換相，來消除三相不平衡問題，在三相不平衡長期存在的配電臺(tái)區(qū)內(nèi)，該技術(shù)措施的應(yīng)用較為廣泛。這種方法最為突出的特點(diǎn)是成本低，但前期的數(shù)據(jù)分析需要較長的時(shí)間，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)整負(fù)荷相序的目的，故此該方法逐步被智能化的換相裝置所取代，但有些地區(qū)仍在使用。

（2）相序自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置。這是一種可以對(duì)三相相序進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換的裝置，通過在集表箱上加裝自動(dòng)切換開關(guān)，利用主控系統(tǒng)與換相元件的通信，對(duì)開關(guān)下達(dá)指令，當(dāng)檢測到三相不平衡后，便會(huì)對(duì)相序進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換，以此來達(dá)到消除三相不平衡的目的。該裝置具備如下功能：①高低壓自動(dòng)保護(hù)功能。對(duì)于接入到相序自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的線路中出現(xiàn)電壓值異常的情況時(shí)，裝置會(huì)自行將電路切斷。②零線異常保護(hù)功能。當(dāng)配電網(wǎng)進(jìn)線端或是出線端的零線因三相不平衡度高于定值時(shí)，會(huì)出現(xiàn)異常現(xiàn)象，當(dāng)該問題出現(xiàn)時(shí)，裝置可以快速將電路斷開，直至線路恢復(fù)后，再對(duì)開關(guān)進(jìn)行閉合。③斷電緊急保護(hù)。當(dāng)配電線路出現(xiàn)異常中斷的情況時(shí)，裝置會(huì)自行切斷開關(guān)電源輸入與輸出端之間的電路聯(lián)系，直至斷電故障排除后再將電路恢復(fù)正常。④缺相斷相線路保護(hù)。當(dāng)裝置啟用后，其會(huì)對(duì)三相中的缺相及斷相問題進(jìn)行自動(dòng)檢測，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)便會(huì)切斷開關(guān)，防止危險(xiǎn)發(fā)生。⑤合閘開關(guān)自動(dòng)重啟。供電時(shí)出現(xiàn)線路跳閘后，在系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行時(shí)，裝置會(huì)自動(dòng)進(jìn)行合閘，從而恢復(fù)供電，避免人工進(jìn)行合閘延誤時(shí)間的問題。

（3）運(yùn)用無功平衡補(bǔ)償。由上文分析可知，配電網(wǎng)出現(xiàn)三相不平衡后，配變及線路的損耗會(huì)隨之增大，為降低線路及設(shè)備的損耗，可運(yùn)用無功平衡補(bǔ)償?shù)姆椒ㄟM(jìn)行解決處理。目前，在配電網(wǎng)三相不平衡治理中，電容式無功補(bǔ)償器的應(yīng)用較多，這種類型的補(bǔ)償器除能夠使輸送電的效率大幅度提高之外，還能使用戶的電能質(zhì)量得到有效改善。大量的實(shí)踐表明，只要無功補(bǔ)償裝置選擇的合理，可以使因三相不平衡引起的損耗降至最低程度，從而達(dá)到提高供電水平的目的。在此需要著重闡明的一點(diǎn)是，所選的無功補(bǔ)償裝置必須合理，否則無法達(dá)到預(yù)期的效果，而且還可能造成用電設(shè)備損壞，故此在應(yīng)用該技術(shù)措施對(duì)配電網(wǎng)三相不平衡問題進(jìn)行解決時(shí)，最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是要確保選擇的無功補(bǔ)償裝置適宜。

2.2 管理方法

（1）加強(qiáng)部門監(jiān)督管理。政府相關(guān)部門要加強(qiáng)對(duì)配網(wǎng)的監(jiān)督管理，出臺(tái)有關(guān)政策對(duì)供電企業(yè)的配網(wǎng)建設(shè)、后期維護(hù)進(jìn)行約束，要求供電企業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)保證供電質(zhì)量，并督促供電企業(yè)解決好配網(wǎng)三相不平衡問題。

（2）完善供電企業(yè)管理體系。供電企業(yè)要加強(qiáng)日常事務(wù)管理，成立專門的配網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)管小組，明確小組的工作責(zé)任，要求小組做好日常檢查和維修工作；供電企業(yè)要定期檢查配網(wǎng)三相系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性，若發(fā)現(xiàn)問題，則要查出產(chǎn)生問題的原因，對(duì)問題進(jìn)行及時(shí)處理，始終保持三相系統(tǒng)負(fù)荷均衡；在日常檢查中，如果發(fā)現(xiàn)某一區(qū)域出現(xiàn)三相不平衡問題，則需要調(diào)整該區(qū)域的線路結(jié)構(gòu)，恢復(fù)均衡的三相系統(tǒng)；供電企業(yè)運(yùn)維技術(shù)人員要不斷提高專業(yè)技能，強(qiáng)化責(zé)任意識(shí)，做好日常檢修維護(hù)工作，在工作實(shí)踐中不斷積累解決三相不平衡問題的技能和經(jīng)驗(yàn)。

（3）合理調(diào)配線路結(jié)構(gòu)。供電企業(yè)要派人員定期調(diào)查用戶的實(shí)際用電量，掌握低壓用戶數(shù)量，以便在調(diào)配線路結(jié)構(gòu)的過程中能夠準(zhǔn)確劃分低壓用戶戶與高壓用戶，保證低壓配網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低三相不平衡的發(fā)生概率，從而保證配網(wǎng)供電服務(wù)質(zhì)量。

3 結(jié)論

綜上所述，在電力系統(tǒng)中，配電網(wǎng)具有非常重要的作用，其運(yùn)行穩(wěn)定與否關(guān)系重大。為此，應(yīng)當(dāng)對(duì)配電網(wǎng)三相不平衡的危害進(jìn)行分析，并從技術(shù)和管理兩個(gè)方面著手，對(duì)三相不平衡問題進(jìn)行治理，最大限度地減輕其對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行的影響，從而提高配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性，這對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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