三相不平衡的定義、危害及解決方法

1、三相不平衡定義：是指在電力系統(tǒng)中三相電流（或電壓）幅值不一致，且幅值差超過規(guī)定范圍。由于各相電源所加的負荷不均衡所致，屬于基波負荷配置問題。發(fā)生三相不平衡即與用戶負荷特性有關(guān)，同時與電力系統(tǒng)的規(guī)劃、負荷分配也有關(guān)。電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度（GB/T15543-1995適用于交流額定頻率為50赫茲。在電力系統(tǒng)正常運行方式下，由于負序分量而引起的PCC點連接點的電壓不平衡。該標準規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點正常運行方式下不平衡度允許值為25%，短時間不得超過4%。危害：1增加線路的電能損耗。在三相四線制供電網(wǎng)絡中，電流通過線路導線時，因存在阻抗必將產(chǎn)生電能損耗，其損耗與通過電流的平方成正比。當?shù)蛪?/p>

2、電網(wǎng)以三相四線制供電時，由于有單相負載存在，造成三相負載不平衡在所難免。當三相負載不平衡運行時，中性線即有電流通過。這樣不但相線有損耗，而且中性線也產(chǎn)生損耗，從而增加了電網(wǎng)線路的損耗。三相四線制結(jié)線方式，當三相負荷平衡時線損最小；當一相負荷重，兩相負荷輕的情況下線損增量較?。划斠幌嘭摵芍?，一相負荷輕，而第三相的負荷為平均負荷的情況下線損增量較大；當一相負荷輕，兩相負荷重的情況下線損增量最大。當三相負荷不平衡時，無論何種負荷分配情況，電流不平衡度越大，線損增量也越大。2增加配電變壓器的電能損耗。配電變壓器是低壓電網(wǎng)的供電主設備，當其在三相負載不平衡工況下運行時，將會造成配變損耗的增加。因為配變的

3、功率損耗是隨負載的不平衡度而變化的。在生產(chǎn)、生活用電中，三相負載不平衡時，使變壓器處于不對稱運行狀態(tài)。造成變壓器的損耗增大（包括空載損耗和負載損耗）。根據(jù)變壓器運行規(guī)程規(guī)定，在運行中的變壓器中性線電流不得超過變壓器低壓側(cè)額定電流的25%。此外，三相負載不平衡運行會造成變壓器零序電流過大，局部金屬件升溫增高，甚至會導致變壓器燒毀。3配變出力減少。配變設計時，其繞組結(jié)構(gòu)是按負載平衡運行工況設計的，其繞組性能基本一致，各相額定容量相等。配變的最大允許出力要受到每相額定容量的限制。假如當配變處于三相負載不平衡工況下運行，負載輕的一相就有富余容量，從而使配變的出力減少。其出力減少程度與三相負載的不平衡度

4、有關(guān)。三相負載不平衡越大，配變出力減少越多。為此，配變在三相負載不平衡時運行，其輸出的容量就無法達到額定值，其備用容量亦相應減少，過載能力也降低。假如配變在過載工況下運行，即極易引發(fā)配變發(fā)熱，嚴重時甚至會造成配變燒損。4配變產(chǎn)生零序電流。配變在三相負載不平衡工況下運行，將產(chǎn)生零序電流，該電流將隨三相負載不平衡的程度而變化，不平衡度越大，則零序電流也越大。運行中的配變?nèi)舸嬖诹阈螂娏鳎瑒t其鐵芯中將產(chǎn)生零序磁通。（高壓側(cè)沒有零序電流）這迫使零序磁通只能以油箱壁及鋼構(gòu)件作為通道通過，而鋼構(gòu)件的導磁率較低，零序電流通過鋼構(gòu)件時，即要產(chǎn)生磁滯和渦流損耗，從而使配變的鋼構(gòu)件局部溫度升高發(fā)熱。配變的繞組絕緣因

5、過熱而加快老化，導致設備壽命降低。同時，零序電流的存也會增加配變的損耗。5影響用電設備的安全運行。配變是根據(jù)三相負載平衡運行工況設計的，其每相繞組的電阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。當配變在三相負載平衡時運行，其三相電流基本相等，配變內(nèi)部每相壓降也基本相同，則配變輸出的三相電壓也是平衡的。假如配變在三相負載不平衡時運行，其各相輸出電流就不相等，其配變內(nèi)部三相壓降就不相等，這必將導致配變輸出電壓三相不平衡。同時，配變在三相負載不平衡時運行，三相輸出電流不一樣，而中性線就會有電流通過。因而使中性線產(chǎn)生阻抗壓降，從而導致中性點漂移，致使各相相電壓發(fā)生變化。負載重的一相電壓降低，而負載輕的一相電壓升高。在

6、電壓不平衡狀況下供電，即容易造成電壓高的一相接帶的用戶用電設備燒壞，而電壓低的一相接帶的用戶用電設備則可能無法使用。所以三相負載不平衡運行時，將嚴重危及用電設備的安全運行。三相電壓不平衡的發(fā)生將導致達到數(shù)倍電流不平衡的發(fā)生。誘導電動機中逆扭矩增加，從而使電動機的溫度上升，效率下降，能耗增加，發(fā)生震動，輸出虧耗等影響。各相之間的不平衡會導致用電設備使用壽命縮短，加速設備部件更換頻率，增加設備維護的成本。斷路器允許電流的余量減少，當負載變更或交替時容易發(fā)生超載、短路現(xiàn)象。中性線中流入過大的不平衡電流，導致中性線增粗。6電動機效率降低。配變在三相負載不平衡工況下運行，將引起輸出電壓三相不平衡。由于不

7、平衡電壓存在著正序、負序、零序三個電壓分量，當這種不平衡的電壓輸入電動機后，負序電壓產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場與正序電壓產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場相反，起到制動作用。但由于正序磁場比負序磁場要強得多，電動機仍按正序磁場方向轉(zhuǎn)動。而由于負序磁場的制動作用，必將引起電動機輸出功率減少，從而導致電動機效率降低。同時，電動機的溫升和無功損耗，也將隨三相電壓的不平衡度而增大。所以電動機在三相電壓不平衡狀況下運行，是非常不經(jīng)濟和不安全的。解決辦法由不對稱負荷引起的電網(wǎng)三相電壓不平衡可以采取的解決辦法：1、將不對稱負荷分散接在不同的供電點，以減少集中連接造成不平衡度嚴重超標的問題。2、使用交叉換相等辦法使不對稱負荷合理分配到各相，盡

8、量使其平衡化。3、加大負荷接入點的短路容量，如改變網(wǎng)絡或提高供電電壓級別提高系統(tǒng)承受不平衡負荷的能力。4、裝設平衡裝置。簡要列出以上幾種解決三相電壓或電流不平衡對電網(wǎng)及電能質(zhì)量危害的技術(shù)措施。具體應該采取哪一種措施更為合理有效，還要根據(jù)實際情況，經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟比較后確定實施。在低壓三相四線制的城市居民和農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)中：由于用電戶多為單相負荷或單相和三相負荷混用，并且負荷大小不同和用電時間的不同。所以，電網(wǎng)中三相間的不平衡電流是客觀存在的，并且這種用電不平衡狀況無規(guī)律性，也無法事先預知。導致了低壓供電系統(tǒng)三相負載的長期性不平衡。對于三相不平衡電流，電力部門除了盡量合理地分配負荷之外幾乎沒有什么行之有效的解決辦法。電網(wǎng)中的不平衡電流會增加線路及變壓器的銅損，還會增加變壓器的鐵損，降低變壓器的出力甚至會影響變壓器的安全運行，最終會造成三相電壓的不平衡。調(diào)整不平衡電流無功補償裝置，有效地解決了這個難題，該裝置具有在補償系統(tǒng)無功的同時調(diào)整不平衡有功電流的作用。其理論結(jié)果可使三相功率因數(shù)均補償至1，三相電流調(diào)整至平衡。實際應用表明，可使三相功率因數(shù)補償?shù)?.95以上，使不平衡電流調(diào)整到變壓器