配電三相負荷不平衡產生及影響線損的探究

陳家楷 丁靈衛(wèi) 施旸

【摘要】在我國經濟迅猛發(fā)展的前提下， 各地加大了對電網系統的改造與建設， 因為變壓器在電力使用過程中起著重要的作用， 可以說是配電環(huán)節(jié)中的一個重要的中心樞紐， 對變壓器進行科學、合理的線路網絡配置不僅可以保證電力系統的安全性， 而且還是變壓器低損供電的保證， 以提高配電三相負荷的平衡性， 降低線損， 提高電量利用率， 保證人們生產和生活的穩(wěn)定性。本文就關于配電三相負荷不平衡產生及影響線損的研究進行了探討。

【關鍵詞】配電三相負荷;不平衡;影響;線損

近年來，我國在大幅度的進行電網改造工作，在電網改造工作中變壓器肩負了重要的過渡作用，可以說變壓器的使用是配電臺區(qū)的核心樞紐部分，而配電臺區(qū)的線路網則是變壓器輸送電力的通道。顯然，變壓器與配電臺區(qū)有著而不可分割的聯系，科學、合理的線路網絡為變壓器提供了安全的工作環(huán)境，而變壓器的低壓側則會采用常見的三相四線的混合用電法，還加入了一些其他的單相負載設備，這幾項設備的運行使變壓器處于三相平衡的運行狀態(tài)。當配電變壓器出現三相不平衡時將會造成嚴重的電力損耗和線路損耗，威脅整個地區(qū)的用電安全。

1配電三相負荷不平衡產生的原因分析

1.1單相負荷不可控

隨著社會經濟的不斷發(fā)展，民眾的生活質量和生活水平不斷提高，所以電器的使用量不斷增加。民眾用的很多電器都是單相用電，易出現線路故障。普通家庭的電器分為大中小型，會導致單相負荷不斷激增，導致配電網的不可控性大大增加，致使三相電網的失衡情況。

1.2不合理的配電網布局

很多施工工作者對三相負荷平衡不太理解，在工程施工環(huán)節(jié)隨意連接表箱，導致其中一相的負荷超載，其他相則沒有負荷，從而產生不均衡情況。此外，我國對于配電網的改造力度在不同的區(qū)域也各有差異。對于通道，樹線結構的矛盾是不可避免的，這也對配電網通道起到了一定的限制作用，引發(fā)三相負荷不平衡的情況，進而導致不同程度的線損。

1.3用電的影響

用電的影響很廣，一方面涵蓋季節(jié)性的用電高峰時期，另一方面涵蓋了企業(yè)和單位的大型設備用電。此外，一些教育部門還有醫(yī)療機構的照明負荷，也會引發(fā)線路負荷失衡，并且一些臨時性的用電也要非常重視關注。

2配電三相負荷不平衡產生的影響

2.1增加配電線損

一般在正常情況下，負荷的電流的平方和配變的負荷損耗是成正比的。因此，在三相負荷失衡的情況下，配變輸出的功率是一樣的，此時負載損耗會超過平衡時的線損。其中變壓器的繞組結構的設計是對稱運行的，因此不對稱運行的情況發(fā)生時，會導致變壓器的效率受到很大的影響，也降低了過載能力。

2.2導致線路和設備的損壞

三相負荷不平衡時，會導致其中一相的電流提高，超負荷情況嚴重，然后這一相的溫度不斷上升，出現燒斷線路、線路過流跳閘以及相關設備被燒壞的情況，嚴重時甚至會導致大規(guī)模的停電停產情況。

2.3降低了發(fā)動機的效率

不平衡電壓的產生，是因為正常的電壓中產生了不必要的電壓分量，主要是正序、負序以及零序三種。如果這三種電壓分量不經過任何處理進入發(fā)動機，由于正序分量和負序分量性質相反，所以產生的電磁場方向也呈反向，正序分量的磁場強度要大于負序分量，所以電動機的轉動方向會朝著正序方向。在磁場的相互作用下，電動機的輸出功率會受到嚴重影響，導致電動機效率有所下降。

2.4民眾的生命安全受到威脅

在配電三相負荷發(fā)生不平衡的情況下，線路電壓會發(fā)生不穩(wěn)定的情況。當配電三相負荷發(fā)生不平衡時，中性線電流會超過相線電流，此時中心線被燒，中位點出現位移，單相電壓極有可能升高甚至到高壓的情況。若沒有及時增強中性線的保護力度，會使民眾的財產生命安全受到危及。

3降低線損的解決措施

要想有效的減少線損， 就必須要徹底的消除三相負荷不平衡現象的產生， 其辦法也有很多種， 具體來講就要要進行前期規(guī)劃的合理性、做好低壓擴裝工作并對各個負荷點做好維護與保養(yǎng)， 同時還要提高工作人員的綜合素質。

3.1做好配電網三相負荷前期的規(guī)劃工作

在開展電網工作的前期規(guī)劃時，首先要深入研究掌握具體的用電結構、實際布局和負荷的具體分布情況，然后對電網進行科學合理的規(guī)劃。同時，運用三相四線制的供電模式，也要有效避免迂回供電現象和樹形供電的情況，保障配電可以靠近負荷中心。在安裝用戶的表箱時，最好運用集裝，使其有序性得到保障，促使電負荷得到很好的平衡性。在規(guī)劃期間，必須要調研好區(qū)域用戶的實際用電狀況，科學合理地選取導線的規(guī)格，采用適合的導線截面，促使線路在運行工作中的能量的損耗率和導線的電阻呈正比關系，導線的截面越大能量的損耗相應就會越小。

3.2安排好低壓業(yè)擴報裝的工作

在低壓單相用電的負荷出現顯著增加時，電力工作人員要注意將電量非常平均地分配到三相，并在新電負荷接入前，很好地均衡用戶們的用電負荷，進而顯著降低配電三相負荷的不平衡狀態(tài)，有效降低線損的情況。

3.3增強配電管理工作

在管理配電三相負荷不平衡時，要做好線中負荷的測量以及調整工作。相關工作人員必須進行實地考察測量，對其具體的負荷分布進行精確繪制，以確保測量的精確性。此外，要定期檢查測量相關的線路，當發(fā)現負荷的具體不平衡點后，要及時予以調整，緩解和消除對線路的不良影響。在開展具體實測時，還要注重針對性，尤其是在用電的高峰時期，大大提高實測次數，進而更好地了解掌握配電網的變化情況，并且很好地調整負荷的均衡性，降低對線路的不良影響。在選擇接入三相四線的零線時，必須要加大其零線的規(guī)格，以便在三相負荷不平衡時零線保持正常的工作狀態(tài)，不斷線。

3.4 提高工作人員的綜合素質

作為電力工作者， 除了要掌握專業(yè)的理論知識和嫻熟的操作技能之外， 還要加強思想政治方面的教育， 要讓他們進行定期的學習和培訓， 正確認識配電三相負荷不平衡產生所帶來的損失和后果， 增強他們的責任心和使命感， 做到為電力事業(yè)的健康、安全運行貢獻全部的力量。

結語

變壓器的三相負荷不平衡問題和線損問題是當前電力企業(yè)發(fā)展過程中常遇到的問題，它損害著用電雙方的利益，因此應當及時解決。三相不平衡產生的原因和線損產生的原因較為簡單，因此有清晰的解決方案，但企業(yè)不能因此掉以輕心，應當落實這些工作從而保證用電安全。

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