配電變壓器不平衡運(yùn)行的危害

何小麗 唐敏

摘? 要：在供電系統(tǒng)中配電變壓器的安全運(yùn)行是設(shè)備正常順行的保證。在實(shí)際生產(chǎn)中，因照明和檢修負(fù)荷的不均勻，致使配變不平衡運(yùn)行的情況較為常見(jiàn)。因此了解和掌握供電變壓器不平衡運(yùn)行所帶來(lái)的危害，對(duì)設(shè)備的維護(hù)和生產(chǎn)是非常有必要的。

關(guān)鍵詞：損耗;出力;三相不平衡;效率。

引言：在低壓供電系統(tǒng)中，變壓器將10KV或6KV變壓后以380V/220V電壓向用戶供電。由于用電特點(diǎn)及負(fù)載變化大等因素，變壓器運(yùn)行中常出現(xiàn)三相負(fù)載不平衡情況，特別是當(dāng)帶有單相大容量用電設(shè)備時(shí)，不平衡程度更為嚴(yán)重。如果在變壓器三相負(fù)載不平衡狀況下運(yùn)行，中性線就有電流通過(guò)，就會(huì)造成不良后果，還會(huì)帶來(lái)不必要的電能損耗。在設(shè)備運(yùn)行中就發(fā)生過(guò)因變壓器三相負(fù)載不平衡，造成其中性線被燒故障。針對(duì)該故障分析如下。

一、增加變壓器損耗

變壓器功率損耗包括空載損耗（鐵損）Po和負(fù)載損耗（銅損）Pk。Po可看成是一個(gè)恒量;Pk與負(fù)載電流I的平方成正比。在三相負(fù)載不平衡時(shí)，Pk是三個(gè)單相變壓器負(fù)載損耗之和。變壓器在任意負(fù)載運(yùn)行時(shí)的功率損耗：

三、三相輸出電壓不平衡

變壓器每相繞組設(shè)計(jì)的電阻、漏抗、激磁阻抗基本相同，當(dāng)三相負(fù)載對(duì)稱時(shí)，每相電流大小相同，在變壓器內(nèi)部的壓降也相同，所以其輸出電壓也相同。

當(dāng)三相負(fù)載不平衡時(shí)，其各相電流就不一樣，在其內(nèi)部的每相電壓降就不相等，相對(duì)負(fù)載電流大的一相電壓降大，負(fù)載電流小的一相電壓降小，造成三相輸出電壓不對(duì)稱，此時(shí)變壓器中性點(diǎn)飄移。如果三相負(fù)載發(fā)生嚴(yán)重不平衡，那就會(huì)造成某相電壓過(guò)高而危及該相線路上的用電設(shè)備安全運(yùn)行。

四、增加輸電線路損耗

變壓器電流通過(guò)導(dǎo)線輸送到用戶設(shè)備。由于導(dǎo)線有電阻，就要產(chǎn)生功率損耗，損耗大小與通過(guò)的電流平方成正比。當(dāng)變壓器以三相四線制線路輸電時(shí)，其有功功率損耗：

如一條三相四線制380V線路，輸送容量為50KVA，所用線為L(zhǎng)J-3*35+LJ-25，輸送距離500米，若三相不平衡時(shí)各相運(yùn)行電流=100A、=64A、=30A，用鉗形電流表測(cè)得中性線電流=1.58A。按此例數(shù)據(jù)查表得r=0.64Ω/km，=1.28Ω/km。代入式（2）計(jì)算得三相負(fù)載不平衡時(shí)功率損耗為6.398KW。

當(dāng)三相負(fù)載平衡運(yùn)行時(shí)，按輸送容量為50KVA，電壓為380V計(jì)，可得額定電流=76A，則代入式（3）得三相負(fù)載平衡運(yùn)行時(shí)功率損耗為5.545KW。

可見(jiàn)，在輸送相同容量的功率時(shí)，三相不平衡時(shí)的損耗要比三相平衡時(shí)大0.853KW.

五、降低電動(dòng)機(jī)效率

當(dāng)變壓器三相不平衡，則會(huì)產(chǎn)生輸出電壓不平衡，即存在著正序、負(fù)序和零序三個(gè)電壓分量。通入電動(dòng)機(jī)后，負(fù)序電壓就會(huì)產(chǎn)生與正序電壓相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，起制動(dòng)作用，使電動(dòng)機(jī)輸出功率減少。

六、結(jié)語(yǔ)

變壓器在三相負(fù)載不平衡狀態(tài)下運(yùn)行，將給供電網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行帶來(lái)一定危害。有關(guān)規(guī)程規(guī)定，Y/ynO接線的變壓器中性線電流不得超過(guò)低壓側(cè)額定電流的25%，故在實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行中要經(jīng)常監(jiān)視變壓器的三相負(fù)載，必要時(shí)應(yīng)作及時(shí)調(diào)整。

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作者簡(jiǎn)介：何小麗（2001.12—），女，重慶市人，現(xiàn)于重慶工程學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)就讀。

唐敏（1972.01—），女，重慶市人，1994年畢業(yè)于遼寧科技大學(xué)電氣自動(dòng)化專業(yè)。