相間平衡補償裝置講解

1、三相不平衡調節(jié)補償裝置三相不平衡調節(jié)補償裝置 主講人：主講人： 主要內容主要內容 l三相功率不平衡形成原因 l三相功率不平衡危害 l三相不平衡調節(jié)補償裝置介紹 1、技術原理 2、控制原理 3、裝置組成 4、技術優(yōu)勢 5、一次圖 6、結構圖 三相功率不平衡形成原因三相功率不平衡形成原因 低壓電網大多是經1004kV變壓器降壓后，以三相四線制向用戶 供電，是三相生產用電與單相負載混合用電的供電網絡。在裝接單相用 戶時，供電部門應該將單相負載均衡地分接在A、B、C三相上。但在實 際工作及運行中，線路的標志、接電人員的疏忽再加上由于單相用戶的 不可控增容、大功率單相負載的接入以及單相負載用電的不同時性

2、等， 都造成了三相負載的不平衡。 三相功率不平衡危害三相功率不平衡危害 1、三相負荷不平衡將增加變壓器的損耗： 變壓器的損耗包括空載損耗和負荷損耗。正常情況下變壓器運行電 壓基本不變，即空載損耗是一個恒量。而負荷損耗則隨變壓器運行負荷 的變化而變化，且與負荷電流的平方成正比。當三相負荷不平衡運行時 ，變壓器的負荷損耗可看成三只單相變壓器的負荷損耗之和。 2、上述不平衡時重負荷相電流過大（增為3倍），超載過多，可能造成繞 組和變壓器油的過熱。繞組過熱，絕緣老化加快；變壓器油過熱，引起 油質劣化，迅速降低變壓器的絕緣性能，減少變壓器壽命（溫度每升高 8，使用年限將減少一半），甚至燒毀繞組。 三相功

3、率不平衡危害三相功率不平衡危害 從數學定理中我們知道：假設a、b、c 3個數都大于或等于零，那么 a+b+c3abc 。 當a=b=c時，代數和a+b+c取得最小值：a+b+c=3abc 。 因此我們可以假設變壓器的三相損耗分別為：Qa=Ia2*R、Qb= Ib2* R 、Qc =Ic2* R，式中Ia、Ib、Ic分別為變壓器二次負荷相電流，R為變壓器的 相電阻。則變壓器的損耗表達式如下： Qa+Qb+Qc3（Ia2 *R）（Ib2 *R）（Ic2 *R） 由此可知，變壓器的在負荷不變的情況下，當Ia=Ib=Ic時，即三相負荷達 到平衡時，變壓器的損耗最小。 則變壓器損耗： 當變壓器三相平衡運

4、行時，即Ia=Ib=Ic=I時，Qa+Qb+Qc=3I2*R； 當變壓器運行在最大不平衡時，即Ia=3I，Ib=Ic=0時， Qa=(3I)2*R=9I2*R=3(3I2*R)； 即最大不平衡時的變損是平衡時的3倍。 三相功率不平衡危害三相功率不平衡危害 3、增加高壓輸電線路的電能損耗。 低壓側三相負荷平衡時，610k V側也平衡，設高壓線路每相的電流為I， 其功率損耗為： P1 = 3I2*R 低壓電網三相負荷不平衡將反映到高壓側，在最大不平衡時，高壓對應相 為1.5I，另外兩相都為0.75 I，功率損耗為： P2 = 2（0.75I）2*R+（1.5I）2*R = 3.375I2*R =1

5、.125（3I2*R）； 即高壓線路上電能損耗增加12.5%。 4、增加高壓線路跳閘次數、降低開關設備使用壽命： 我們知道高壓線路過流故障占相當比例，其原因是電流過大。低壓電 網三相負荷不平衡可能引起高壓某相電流過大，從而引起高壓線路過流 跳閘停電，引發(fā)大面積停電事故，同時變電站的開關設備頻繁跳閘將降 低使用壽命。 三相功率不平衡危害三相功率不平衡危害 5、增加低壓線路的電能損耗。 三相四線制供電線路，把負荷平均分配到三相上，設每相的電流為I， 中性線電流為零，其功率損耗為： P1 = 3I2*R 在最大不平衡時，即某相為3I，另外兩相為零，中性線電流也為3I，功 率損耗為：P2 = 2（3I

6、)2*R = 18I2*R = 6（3I2*R)； 即最大不平衡時的電能損耗是平衡時的6倍，換句話說，若最大不平衡時 每月損失1200 kWh，則平衡時只損失200 kWh，由此可知調整三相負 荷的降損潛力。 三相功率不平衡危害三相功率不平衡危害 有關規(guī)程規(guī)定：配電變壓器出口處的負荷電流不平衡度應小于有關規(guī)程規(guī)定：配電變壓器出口處的負荷電流不平衡度應小于10，中性線電流不，中性線電流不 應超過低壓側額定電流的應超過低壓側額定電流的25，低壓主干線及主要分支線的首端電流不平衡度，低壓主干線及主要分支線的首端電流不平衡度 應小于應小于20。通過電網技術改造，要真正使低壓電網線損達到。通過電網技術改

7、造，要真正使低壓電網線損達到12以下。以下。 有關規(guī)程規(guī)定：配電變壓器出口處的負荷電流不平衡度應小于有關規(guī)程規(guī)定：配電變壓器出口處的負荷電流不平衡度應小于10，中性線，中性線 電流不應超過低壓側額定電流的電流不應超過低壓側額定電流的25，低壓主干線及主要分支線的首端電流不，低壓主干線及主要分支線的首端電流不 平衡度應小于平衡度應小于20。 三相功率不平衡解決辦法三相功率不平衡解決辦法 1、調整三相負載使之趨于平衡，這是無需增加設備投資的最佳降損措施。把單相 用戶均衡地接在A、B、C三相上，減少中性線電流，降低損耗。 2、加大負荷接入點的短路容量。 3、加裝三相平衡裝置。 三相不平衡調節(jié)補償裝置

8、介紹三相不平衡調節(jié)補償裝置介紹 1、調節(jié)三相功率平衡技術原理 a、b相間跨接電容C，如右圖所示。從a相看電 容C的電流 超前線電壓 90，可以分解為兩部分： 一部分為超前 90的容性電流 ；一部分為與 方 向相反的有功電流 ，這表明a相有功電流的減小。 從b相上來看電容C的電流 超前線電壓 90， 可 以分解為兩部分：一部分為超前 90的容性電 流 ；一部分為與 方向相同的有功電流 ，這表 明b相有功電流的增加。因此可以說在a相與b相 之間跨接電容不但在a相與b相出現容性無功電流， 而且可以將一部分有功電流從a相轉移到b。 三相不平衡調節(jié)補償裝置介紹三相不平衡調節(jié)補償裝置介紹 2、不平衡調節(jié)補

9、償裝置控制原理 控制系統(tǒng) Ia、Ib、Ic、In Ua、Ub、Uc、Un 計 算 系 統(tǒng) 各 參 數 三相有功功率相等，根據其無功 缺口投入共補支路+分補支路 三相有功功率不相等，根據其相 間無功缺口及不平衡度，投入相 間電容器組 三相平衡，檢測其無功缺口 及功率因數小于預設值，投 入共補+分補 三相不平衡調節(jié)補償裝置介紹三相不平衡調節(jié)補償裝置介紹 3、不平衡調節(jié)裝置組成 （1）控制器 可實時測量顯示三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數 及有功電能等?？蓞f(xié)調控制相間、相零補償方式電容器，既能智能監(jiān)測 負荷變化，有效實現負荷快速轉移，保護主設備安全可靠運行，又能實 現無功補償，提高功率因

10、數目的。具有過壓、低壓、失壓、缺相、過流、 低流、斷電等保護功能。具有RS485通訊接口及上位機軟件。 三相不平衡調節(jié)補償裝置介紹三相不平衡調節(jié)補償裝置介紹 （2）復合開關 復合開關，是可控硅與磁保持繼電器并聯的一種機電一體化開關。其工作 原理為：線路要接通時，可控硅先接通，可控硅接通后繼電器跟著接通。 繼電器接通后可控硅就被短路了，控制信號就將可控硅斷開，此后繼電器 一直工作。 線路斷開時類似，可控硅先接通，此時繼電器仍然在接通狀態(tài)，然后繼電 器斷開，等繼電器完全斷開后，可控硅斷開。 可以實現過零點投切（即電壓過零點投入，電流過零點切除），對配電系 統(tǒng)及電容器無沖擊。 三相不平衡調節(jié)補償裝置

11、介紹三相不平衡調節(jié)補償裝置介紹 （3）電容器 管道型電容器(新型專利產品),散熱面積比傳統(tǒng)電容器增加45%。 管道型電容器在同等條件下運行溫度比傳統(tǒng)電容器低3-4。 采用進口材料，體質小，重量輕，安裝維修方便（可卸支座， 國內首創(chuàng)）。 可靠性高，市場品質滿意率99.99%，質保二年。 安全性高，內裝有放電電阻和過壓力保護裝置，安全。 介質損耗低，自愈性能優(yōu)越。 采用固體電容蠟為浸漬材料，無毒，環(huán)保。 三相不平衡調節(jié)補償裝置介紹三相不平衡調節(jié)補償裝置介紹 （4）塑殼斷路器、電流互感器、電壓表等。 三相不平衡調節(jié)補償裝置介紹三相不平衡調節(jié)補償裝置介紹 4、技術優(yōu)勢 （1）采用復合開關實現過零投切（電壓過零點投入，電流過零點切除）， 對配電系統(tǒng)無涌流沖擊。 （2）電容器采用無毒，阻燃的固體石蠟，且結構采用新型專利技術的管道 電容器，大大增加其散熱面積，保證了電容器安全性。 （3）根據負載變化，自動調節(jié)三相功率平衡，三相不平衡度控制在15%之 內。 （4）能對各相進行補償，使其功率因數分別達到0.95以上，且不會過補。 由以上可以看出，三相不平衡調節(jié)裝置可替代傳統(tǒng)的無功補償裝置+不平 衡調節(jié)裝置。經濟投入上，同容量三相不平衡裝置價格同容量三相不平衡裝置價格= =無功補償