低壓配電系統三相不平衡問題的判斷與解決分析

陳美仕

摘?要：本文分析了引發低壓配電系統三相不平衡的原因，闡述了低壓配電系統三相不平衡的危害，主要有增加電網線路的損耗，增大變壓器的損耗，影響發動機的運行。探究了解決低壓配電系統三相不平衡問題的有效措施，主要有調整三相負荷不平衡、治理三相負荷不平衡電流的方法，會審新裝表量，對于公用主零線運用多點接地。

關鍵詞：低壓配電;三相不平衡;解決

在電力系統不斷發展的過程中，低壓配電系統三相不平衡問題日益變得突出。在高壓供電網絡當中，通常情況下都是三相生產負載，這使得三相負荷基本上能夠保持平衡，而在低壓供電網絡當中，三相生產用電同單相生活負載相混合，并且單相居民用電為主要的客戶，因此，在整個供電系統當中，單相負荷接入的情況占有很大的比例。由于條件、資金的制約，使得低壓供電有著延伸過長的線路，再加上一些客觀原因，比如，不可控增容的單相用戶、接入大功率單相負載等，使得在配電網當中，非常容易出現三相不均衡問題，對低壓配電系統造成較大的負面影響，影響著低壓配系統的穩定、經濟運行，這就需要探究解決問題的措施，來有效調節三相不平衡問題，對電壓降落進行有效的減少，對供電電壓進行有效的治理，從而使線損問題得到有效的降低。

一、引發低壓配電系統三相不平衡的原因

通常對于400V配電系統而言，短路或者接地就屬于故障情況，會使負荷發生不平衡的問題，但是這不是最為常見的問題，因為低壓系統不可能長期處于故障狀況，低壓系統故障會燒損線路。在低壓系統當中出現三相不平衡的問題，最為主要的原因就是不均勻的負荷搭接、有著比較大隨意性用電負荷變化。為了使其范圍和損失得到有效的減少，最為有效的方法就是對故障的原因進行及時有效的查找，并且做好緊急的修復，使故障的影響能夠得到有效的控制。在設計和使用的過程中，要全面考慮上述情況，做好相應的保護措施，以此來減少對正常線路的影響[1]。此外，三項負荷的不對稱運動會造成正常的三相不平衡，會使電路受到損失。經過調查發現，使用的電表在接火送電過程中，在選擇合適的接線點時沒有依據負荷平衡的原則來進行，這樣的操作會使得其中一項負荷會比其他兩項過重，從而發生低壓配電系統三相不平衡問題。這類問題一方面由于負荷接洽人員在技能上不強，受理客戶用電申請的過程中，缺乏對負荷平衡搭接問題進行充分的考慮;另一方面由于負荷波動有著比較強的隨意性，盡管工作人員最大限度地進行負荷平衡搭接，但是無法達到百分百的平衡，這就需要運用技術的方式來對三相負荷自動調節裝置進行分布式安裝，從而能夠依據負荷的變化來進行及時的調整。

二、低壓配電系統三相不平衡的危害

（一）危害電網線路

在電流流過電網線路的過程中，由于阻抗的存在，就會有電能損耗的產生。在電網當中存在的單相負載，使得不可避免會發生三相負載不平衡問題。接線方式采用三相四線制，線損最小的時候就是三相負荷平衡;線損增量較小的時候，就是一相負荷重，而其他兩相負荷比較輕的情況;線損增量比較大的時候，就是兩相負荷一個重一個輕，而第三相負荷處于前兩項負荷的平均情況下;線損增量最大的時候，是兩相負荷重，而一相負荷輕的情況。對于三相負荷不平衡來說，不管怎樣分配負荷，越大的電流不平衡度，會使線損的增量變得越大，有電流通過中性線，這樣不僅會損耗相線，也會損耗中性線，從而使電網線路增加較大的損耗[2]。

（二）危害變壓器

在用電的過程中，最為主要的設備就是配電變壓器，在三相不平衡狀況下運行的配電變壓器，也會使其狀態不對稱，會使增大變壓器的損耗。對于運行當中的變壓器，中性線電流不能超過其低壓側電流的25%。三相不平衡還會使變壓器產生過大零序電流，增高局部金屬件的溫度，甚至會出現燒毀變壓器的情況。零序電流還會對正常電網的運行造成直接的威脅。

（三）危害發動機

當三相不平衡時，在發電機運行當中會出現負序電流逆方向磁場，會損耗一定的轉子，若是阻尼繞組的情況存在于發電機當中，就會有損耗的出現，產生的這些損耗會提升轉子的溫度。由于這一因素對發電機的影響，使得對隱極發電機會造成更為嚴重的影響，主要由于會影響隱極發電機的散熱情況，而凸極發電機能夠直接與空氣進行接觸，這樣就會有比較小的影響。

三、解決低壓配電系統三相不平衡問題的有效措施

（一）調整三相負荷不平衡

近年來，隨著空調設備大幅度提升的輸出功率，使得輸送電能的需求快速上升，尤其是高峰時期，會使線路處于高負荷狀態，極大地提升了出現線路故障的可能性，這就需要電網管理人員依據電能使用的實際情況，來對可能出現故障的情況進行重點預防。科學技術的應用，使得電路系統能夠在一定程度上實現自主操作，相比于之前的人工管理，能夠提升整個電網的智能程度，使得進一步增大電網工作的有效范圍，對于影響三相負荷平衡因素來說，比較常見的就是過濾部分，自動化操作能夠在反應時間和反饋效率上高于人工操作。同時隨著網絡的高速發展，對于電網當中的相關數據，能夠更全面詳細地進行掌握，利用遠程監測，可以對配電網絡情況進行實時查看。對于大范圍的電網數據能夠利用計量自動化系統來進行處理，能夠使控制中心的工作得到很大的提升。對于配電系統還不能進行測量復核的部分，需要有工作人員來進行專門的處理，對其進行定期的測量檢查，對使用狀況進行記錄，來對其進行維修和更換，使其工作狀態得到改善，來有效減少其負荷不平衡情況。

人工測量時，為了使配變三相負荷有著比較準確的測試，需要在高峰配變負荷時進行。這樣有助于測量的精度與正常情況相符合，獲取的數據也更有參考價值[3]。對于人工方式來對線路負荷進行調整，需要利用測量數據和區域電能使用情況、使用性質等，來對區域進行劃分，這樣能夠對區域的電路網絡進行有效的優化，能夠有效反映出該區域的用電需求和特點。對于不平衡臺區，需要對負荷進行專門的調整。對于供電分局配電的調整，需要依據現場情況來進行。最為基礎的就是低壓接線圖，對低壓三相負荷進行分布圖的繪制，從而來對負荷進行具體的調整。對于調整的順序來說，需要從末級向上級來進行，要盡可能讓整個區域處于負荷平衡狀態，來確保電能的使用。在調整時需要注意，對于沒有達到原計劃的調整結果，需要對負荷同時率進行考慮，可以額外安排一部分負荷，以電網系統的壓力。對于調整的方案做好重新測量的工作，對使用負荷進行測量，需要滿足參數標準，若是不能滿足相應的參數標準，就需要接著進行調整，直到能夠滿足要求。