三相四線制低壓配電網三相不平衡治理裝置選型研究

宋云龍 魏秉旺

（北京市城市照明管理中心，北京 100078）

三相三線制以及三相四線制是最主要的低壓配電網配電方式，三相四線制可以同時為兩種不同模式進行負載供電，是低壓配電網絡系統當中最為常見的配電形式。在低壓配電網絡整體供應過程當中，經常會存在著用電屬性不同的問題，而且此時還存在著大量的單相負載，故此，在配電過程當中，經常會出現三相負荷不平衡，進而就導致供電整體系統電流出現不平衡問題。在整個系統當中，如果負荷出現了不平衡，就會對整個供電系統造成比較大的影響，不僅會降低電能的整體使用效率，還會降低整體的供電質量。

一、投切電容器型不平衡治理裝置簡介

（一）工作原理

系統當中的接入方式以及相關的工作原理都存在著一定的差異，隨著相關技術的不斷發展，三相不平衡治理的相關技術也得到了更新。相鄰的跨接電容器可以對有功的電流進行轉移，這是投切電容器行不平衡治理裝置的基本工作原理。在各相之間，電力電容器連接的容量具有一定的差異，如果遇到了出現無功功率的相， 系統可以對其進行良好的補償，除此之外，還可以對三相不平衡現象進行適當的調整。在兩相的兩端會設置一個電阻，此時就非常容易出現不平衡負荷，為了可以對不平衡的電流進行調整，就要將電阻分配到三相之中。利用相關的定理，在兩相之間接入電感，在一相之間會產生有功電流，此時的有關電流部分會轉移到另一相。其中一端所存在的電感也會產生感性無功電流，此時正好和另一端所產生的電流相抵消。

（二）裝置組成及系統接入方式

投切電容器型三相不平衡治理設備，其主要的組成部分是兩種電容器，負荷在整體變化的過程當中，為了可以有效進行相應的補償，一般情況下需要對電容器進行分組，具體的分組符合實際情況，級數不宜過多。

（三）優缺點分析

整體的優點就是，投切電容器型三相不平衡治理設備，在整體運轉的過程當中，可以補償無功功率，除此之外，還可以提高功率的因數，降低低壓配電網絡分配所造成的損耗，在一定程度上可以增加系統的整體附加收益。存在著優點也就存在著缺點，就是由于投切電容器型三相不平衡治理設備，需要運用到負荷的電感，所以在具體應用的過程當中，為了提高可以利用的電感，需要降低負荷的功率因數，以此才可以增強整體調整不平衡的能力。具體的數值會通過精確的方程式進行計算，計算的整體過程當中需要負荷的功率因數，從而可以得知最大相電流和最小相電流之間的關系。通過了解最大相電流和最小相電流之間的關系，可以進一步的推測，系統在運行的過程當中是否利用了電感。根據最終的結果來分析電容器組的分級層數，如果負荷功率整體的變動范圍比較大，那么系統當中所起到的補償效果是非常微小的。

二、換相開關型不平衡治理裝置簡介

（一）換相開關工作原理簡介

交流接觸器以及晶閘管閥式換相開關型不平衡治理設備的主要組成部分，晶閘管主要應用的是反并聯結構。在低壓配電網中，如果系統當中的不平衡度已經超過了規定的標準，那么整體設備會自動的轉換為低負載相。相應的工作相晶閘管就會處于導通的狀態，此時的交流接觸器處于分閘狀態，系統當中需要立即關斷工作相晶閘管。

（二）優缺點分析

換相開關型不平衡治理裝置的優點就在于，可以將重載相的負荷轉移到輕載相，此時系統當中的工作效率最高，無功率的相關設備長期的處于通電狀態，整體設備對于系統的損耗是非常低的。其缺點就在于，系統當中的接線方式比較復雜，單相負載回路當中設置了許多換相開關，并且整體的接入方式為串聯。如果系統當中的換相開關出現了故障，就會嚴重干擾用戶正常的使用。系統當中的控制器和換相開關在整體使用的過程當中，需要借助比較復雜的遠程通信，除此之外，系統對于通信的距離也許有一定的要求。

（三）適用范圍

換相開關型不平衡治理裝置廣泛應用于大型建筑和城市小區，這些地區的負荷比較密集，非常適合該裝置的運行。如果系統當中沒有提供負荷轉換的條件，也就是說在不同相之間都不能夠取得較為完整的單相負載回路，此時是不適用換相開關型不平衡治理裝置的。

三、VSC換流器型不平衡治理裝置簡介

VSC換流器型不平衡治理裝置，在具體應用的過程當中，這使得系統當中存有基波正序電流，一定程度上提高了功率的因數。由于該裝置在系統當中的控制方式比較靈活，可以在短時間內控制多種目標，所以在具體應用的過程當中，也被稱作為綜合的治理裝置。VSC換流器型不平衡治理裝置在整體運行的過程當中，可以有效降低系統當中的各項損耗，還可以降低輸電線路電流。整體裝置的優點就是在操作過程當中比較簡單，控制方式比較靈活，可以在短時間內對系統當中的電能進行綜合的治理。

四、結束語

不同的裝置其工作原理具有一定的差異，系統的進入方式也會不同。通過了解三相不平衡治理裝置的不同類型，更加具體地了解不同裝置的適用范圍。了解現實不平衡治理的案例，可以意識到不平衡治理裝置在選擇上的重要性，選擇更加合理的設備型號。