論配變臺區(qū)三相負(fù)荷不平衡的調(diào)節(jié)策略

彭松濤

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)科技的發(fā)展，我國已經(jīng)成為用電大國，而農(nóng)村居民生活用電量更是快速提升，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電量也在持續(xù)穩(wěn)定的增加，農(nóng)村用戶用電量已經(jīng)超過國網(wǎng)總售電量的一半以上。故農(nóng)村居民對電的需求越來越大，對電能的質(zhì)量要求也越來越高，安全用電也成為重中之重。目前，我國在農(nóng)村低壓配電網(wǎng)中的接線方法為三相四線制，由于農(nóng)網(wǎng)配置設(shè)備較低，而農(nóng)村又以單相負(fù)載居多，容易出現(xiàn)三相不平衡問題。本文就造成農(nóng)村配變臺區(qū)三相不平衡負(fù)荷的原因和其危害，以及采取何種方法盡量降低三相負(fù)荷的平衡度進(jìn)行討論。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村配變 三相不平衡負(fù)荷 危害 解決方法

1、造成三相不平衡的原因

1.1設(shè)計(jì)分配負(fù)荷不當(dāng)。設(shè)計(jì)分配負(fù)荷時(shí)隨意分配三相線路上的負(fù)荷，沒有通過去現(xiàn)場勘測后根據(jù)實(shí)際情況來分配。

1.2缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)測和實(shí)地勘測。由于農(nóng)村用電面積大，負(fù)荷不集中，且農(nóng)村用電量也越來越大，供電所內(nèi)員工不經(jīng)常進(jìn)行有效的監(jiān)測和調(diào)整負(fù)荷。

1.3配電變壓器及其他設(shè)備跟不上用電負(fù)荷的需求。隨著現(xiàn)在農(nóng)村居民用電設(shè)備增加，而一些未完成農(nóng)網(wǎng)改造的變壓器容量較?。?0KVA），巷線還在使用BLV30等線徑小的導(dǎo)線，其他設(shè)備絕緣老化易發(fā)熱，導(dǎo)致線路燒毀或變壓器過載能力極度降低。

1.4隨機(jī)因素造成。隨機(jī)因素造成單相短路、相間短路或相序錯(cuò)亂等。如：雷雨天氣，用戶私自更換三相動力相序，大貨車掛斷導(dǎo)線等。

2、三相不平衡的危害

2.1電能質(zhì)量和線路損耗的危害

在配電網(wǎng)中線路存在阻抗，電流通過線路時(shí)必定會損耗電能，而農(nóng)村中多以單相負(fù)載居多，且多為單相抽水排灌與照明混用，易造成不平衡。在發(fā)生三相負(fù)載運(yùn)行導(dǎo)致不平衡的情況較大下，會導(dǎo)致中性點(diǎn)電壓偏移，使得中性線帶有一定電壓UN≠0（平衡時(shí)UN=0）。這樣不僅三條相線會產(chǎn)生損耗，且中性線亦會有損耗，當(dāng)中性點(diǎn)流過的電流過大時(shí)會導(dǎo)致中性線燒斷，若A、B相有負(fù)荷會導(dǎo)致原來在A相的負(fù)荷和B相的負(fù)荷串聯(lián)，形成380v的線電壓，根據(jù)串聯(lián)分壓原理分析可得知，用戶的小功率大電阻電器承受的電壓、流過電流過大，則易燒毀。

2.2對電能計(jì)量裝置干擾

農(nóng)村低壓配電一般采用TN-C三相四線制供電。由于系統(tǒng)中有中性線，三相不平衡會產(chǎn)生正序、負(fù)序、零序電流，中性線中必然還會夾雜諧波電流。負(fù)序、零序電流分量會對電表計(jì)量的精度造成一定的影響，若產(chǎn)生電噪聲干擾，可能會至使邏輯計(jì)算功能出錯(cuò)，控制失靈，重則損傷元器件。在高壓側(cè)，雖然零序電流不會向系統(tǒng)傳遞而在變壓器內(nèi)環(huán)流，但負(fù)序電流分量卻可向系統(tǒng)傳遞，依然可以對計(jì)量裝置產(chǎn)生干擾。

2.3配電變壓器產(chǎn)生影響

a.配電變壓器產(chǎn)生零序電流，變壓器在三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行時(shí)，會產(chǎn)生零序電流，其隨三相負(fù)載不平衡程度變化而變化，不平衡度越大，零序電流也會相應(yīng)的增大。

b.加大配電變壓器的電能損耗，變壓器在三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行時(shí)，使得變壓器不對稱運(yùn)行，變壓器損耗增大，其功率損耗和負(fù)載的不平衡度成正比。

c.配電變壓器出力減少，配電變壓器在設(shè)計(jì)時(shí)是按負(fù)載平衡運(yùn)行時(shí)的工況去設(shè)計(jì)的，其三相繞組基本一樣，額定容量一致，配變的最大出力受每相的額定容量限制。由于現(xiàn)在農(nóng)村三相動力和單相照明接線混亂，很多單相負(fù)載接在同一相上，使得每年年底三相負(fù)荷嚴(yán)重不平衡，出現(xiàn)變壓器損毀，居民家中電器燒毀，直接間接造成很多不可估量的后果。

2.4危害用電設(shè)備的正常運(yùn)行

由于變壓器設(shè)計(jì)其每一相繞組的阻抗基本相同，三相負(fù)載平衡運(yùn)行時(shí)，變壓器每相繞組的電流模值基本一致且相位相差120°，內(nèi)部三相電壓降相同，故其每相輸出的電壓也是平衡的。若變壓器在三相不平衡工況下運(yùn)行時(shí)，三相輸出的電流模值和相位角就會出現(xiàn)不等，中性點(diǎn)會有電流流過，出現(xiàn)中性點(diǎn)漂移，變壓器內(nèi)部三相電壓降發(fā)生變化，其輸出電壓出現(xiàn)不平衡。負(fù)載輕的一相電壓變高，易燒毀用戶家中電器；負(fù)載重的一相電壓降低，使得用戶家中電器由于電壓低無法正常使用。

2.5給人身安全帶來危害

配電變壓器三相不平衡運(yùn)行時(shí)，會使得中性線帶有電流，若是接地電阻達(dá)不到要求，會導(dǎo)致接地極和配變金屬臺架帶電，危及行人和維護(hù)人員的個(gè)人安全。且農(nóng)村用戶戶外安全意識不高，易發(fā)生觸電事故。

3、解決配變?nèi)嗥胶獾姆椒?/p>

3.1合理布線

a.在農(nóng)網(wǎng)改造時(shí)就要盡量合理布線，在把配電公變應(yīng)放置在負(fù)荷中心或增填配變數(shù)量的前提下，配變出線接到用戶側(cè)的低壓干線、分支線、巷線盡量使用三相四線制，降低線路的交叉跨越和回繞，且盡量增大線路線徑。

b.盡量多增設(shè)幾根接地線，可在出現(xiàn)三相不平衡而引起中性點(diǎn)偏移時(shí)，可降低有此產(chǎn)生的電壓降，從而可以有效的保護(hù)電氣設(shè)備。

c.要合理分布三相和單相巷線，接到用戶側(cè)的巷線由同一基桿塔上的三相四線引下至用戶電表側(cè)，用戶側(cè)的三相或單相負(fù)荷應(yīng)先實(shí)地測量均勻分布。

d.盡量降低單相接戶巷線的總長（正常不大于20米），且用戶負(fù)荷不超過15A，若大于15A則要在三相四線制線路上再引一組線路。

3.2合理分布負(fù)荷

在農(nóng)網(wǎng)改造用戶智能表集中安裝或已完成農(nóng)網(wǎng)改造，應(yīng)根據(jù)客戶實(shí)際情況分析，深入用戶家中，核實(shí)客戶用電負(fù)荷，了解客戶用電規(guī)律。

3.3增設(shè)無功補(bǔ)償裝置器

利用無功補(bǔ)償裝置通過投切電容器組調(diào)整不平衡電流。由于電動機(jī)和家用電器在運(yùn)行時(shí)會產(chǎn)生無功功率。在農(nóng)網(wǎng)中客戶負(fù)載以感性居多，當(dāng)電流在感性負(fù)載中流過時(shí)，電流相位滯后于電壓相位90°，當(dāng)電流在容性負(fù)載中流過時(shí)，電流相位超前于電壓相位90°，如果在運(yùn)行電路中同時(shí)存在感性、容性負(fù)載時(shí)，由于其感性和容性電流相位正好相差180°，便可以相抵。

3.4裝設(shè)換相開關(guān)裝置器和三相斷相保護(hù)器利用換相開關(guān)裝置利用CT監(jiān)測計(jì)算來確定每一相的電流大小，再進(jìn)行比對判斷與正常運(yùn)行時(shí)電流的差值來確定應(yīng)該如何換相，通過換相開關(guān)在線切換輸出側(cè)的負(fù)荷，把電流較大側(cè)的負(fù)載相相應(yīng)的調(diào)出一部分到電流小的一相從而抑制三相不平衡。

4、總結(jié)

本文就三相不平衡的原因、危害、抑制方法做了一個(gè)簡單討論，產(chǎn)生三相不平衡問題的主要可變因素是隨著用戶負(fù)荷的增加和其用電規(guī)律的可變性，由于受經(jīng)濟(jì)情況限制，目前農(nóng)村以現(xiàn)場勘測巷線后改變農(nóng)網(wǎng)配變臺區(qū)結(jié)構(gòu)來抑制三相不平衡現(xiàn)象居多，本文也就改變農(nóng)網(wǎng)配變臺區(qū)結(jié)構(gòu)著重做了介紹，希望未來在不改動農(nóng)網(wǎng)配電結(jié)構(gòu)的前提下可以多增設(shè)一些智能投切負(fù)荷設(shè)備及時(shí)調(diào)整負(fù)荷以改善農(nóng)村配變?nèi)嗖黄胶鈫栴}。

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