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三相不平衡，如何判斷與解決

？

發(fā)布時(shí)間：2022-05-05 瀏覽：6528次

三相不平衡是電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)

，雖然影響電力系統(tǒng)的因素有很多
，但正常性不平衡的情況大多是因?yàn)槿嘣⒕€(xiàn)路參數(shù)或負(fù)荷不對(duì)稱(chēng)
。由于三相負(fù)荷的因素是不一定的，所以供電點(diǎn)的三相電壓和電流極易出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象
，損耗線(xiàn)路
。不僅如此，其對(duì)供電點(diǎn)上的電動(dòng)機(jī)也會(huì)造成不利的影響
，危害電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行
。因此
，如果三相不平衡超過(guò)了配電網(wǎng)可以承受的范圍
，那么整體的電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行就會(huì)受到影響。


 三相不平衡的基本概念

三相不平衡是指在電力系統(tǒng)中三相電流（或電壓）幅值不一致

，且幅值差超過(guò)規(guī)定范圍
。由于各相電源所加的負(fù)荷不均衡所致
，屬于基波負(fù)荷配置問(wèn)題。發(fā)生三相不平衡即與用戶(hù)負(fù)荷特性有關(guān)
，同時(shí)與電力系統(tǒng)的規(guī)劃
、負(fù)荷分配也有關(guān)。在電網(wǎng)系統(tǒng)中
，三相平衡主要指的是三相的電壓相量的大小相等
，而且如果按照A、B
、C的順序進(jìn)行排列
，他們兩兩之間構(gòu)成的角度都為2n/3
。而三相不平衡就是指相量大小、角度的不一致
。《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(yùn)行方式下
，由于負(fù)序分量而引起的 PCC 點(diǎn)連接點(diǎn)的電壓不平衡
。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)正常運(yùn)行方式下不平衡度允許值為 2%
，短時(shí)間不得超過(guò) 4%
。


圖例：

圖

理想的三相波形圖與不平衡時(shí)的三相波形圖


三相電流不平衡度計(jì)算方法一般有以下常用的兩個(gè)公式：

不平衡度%=（***大電流-***小電流）/***大電流×100%

不平衡度%=（MAX相電流-三相平均電流）/三相平均電流×100%


舉個(gè)例子：

三相電流分別為IA=9A IB=8A IC=4A

，則三相平均電流為7A
，相電流-三相平均電流分別為2A 1A 3A
，取差值***大那個(gè)，故MAX（相電流-三相平均電流）=3A
，所以三相電流不平衡度=3/7。

引起三相不平衡的原因有哪些

？

引起三相電壓不平衡的原因有多種

，如：單相接地、斷線(xiàn)諧振等
，運(yùn)行管理人員只有將其正確區(qū)分開(kāi)來(lái)，才能快速處理
。

1.  斷線(xiàn)故障

如果一相斷線(xiàn)但未接地，或斷路器

、隔離開(kāi)關(guān)一相未接通
，電壓互感器保險(xiǎn)絲熔斷均造成三相參數(shù)不對(duì)稱(chēng)。上一電壓等級(jí)線(xiàn)路一相斷線(xiàn)時(shí)
，下一電壓等級(jí)的電壓表現(xiàn)為三個(gè)相電壓都降低，其中一相較低
，另兩相較高但二者電壓值接近。本級(jí)線(xiàn)路斷線(xiàn)時(shí)
，斷線(xiàn)相電壓為零
，未斷線(xiàn)相電壓仍為相電壓。

2. 接地故障

當(dāng)線(xiàn)路一相斷線(xiàn)并單相接地時(shí)，雖引起三相電壓不平衡

，但接地后電壓值不改變
。單相接地分為金屬性接地和非金屬性接地兩種。金屬性接地
，故障相電壓為零或接近零
，非故障相電壓升高1.732倍
，且持久不變
；非金屬性接地
，接地相電壓不為零而是降低為某一數(shù)值
，其他兩相升高不到1.732倍。

3. 諧振原因

隨著工業(yè)的飛速發(fā)展

，非線(xiàn)性電力負(fù)荷大量增加，某些負(fù)荷不僅產(chǎn)生諧波
，還引起供電電壓波動(dòng)與閃變
，甚至引起三相電壓不平衡。

諧振引起三相電壓不平衡有兩種：

（1）基頻諧振

基頻諧振，特征類(lèi)似于單相接地

，即一相電壓降低，另兩相電壓升高
，查找故障原因時(shí)不易找到故障點(diǎn)
，此時(shí)可檢查特殊用戶(hù)
，若不是接地原因，可能就是諧振引起的
。

（2）分頻諧振

另一種是分頻諧振或高頻諧振

，特征是三相電壓同時(shí)升高。
另外
，還要注意
，空投母線(xiàn)切除部分線(xiàn)路或單相接地故障消失時(shí)
，如出現(xiàn)接地信號(hào)
，且一相、兩相或三相電壓超過(guò)線(xiàn)電壓，電壓表指針打到頭
，并同時(shí)緩慢移動(dòng)
，或三相電壓輪流升高超過(guò)線(xiàn)電壓
，遇到這種情況，一般均屬諧振引起
。

4. 三相負(fù)荷的不合理分配

很多的裝表接電的工作人員并沒(méi)有對(duì)于三相負(fù)荷平衡的知識(shí)概念

，因此在接電的時(shí)候并沒(méi)有注意到要控制三相負(fù)荷平衡
，只是盲目和隨意的進(jìn)行電路的接電荷裝表
，這在很大程度上造成了三相負(fù)荷的不平衡
。其次，我國(guó)的大多數(shù)電路都是動(dòng)力和照明混為一體的
，所以在使用單相的用電設(shè)備時(shí)，用電的效率就會(huì)降低
，這樣的差異進(jìn)一步加劇了配電變壓器三相負(fù)荷的不平衡狀況
。

5. 用電負(fù)荷的不斷變化

造成用電負(fù)荷不穩(wěn)定的原因包括了地II經(jīng)常出現(xiàn)的拆遷

，移表或者用電用戶(hù)的增加
；臨時(shí)用電和季節(jié)性用電的不穩(wěn)定性
。這樣在總量上和時(shí)間上的不確定和不集中性使得用電的負(fù)荷也不得不跟隨實(shí)際情況而變化。

6. 對(duì)于配變負(fù)荷的監(jiān)視力度的削弱

在配電網(wǎng)的管理上

，經(jīng)常會(huì)忽略三相負(fù)荷分配中的管理問(wèn)題
。在配電網(wǎng)的檢測(cè)上
，對(duì)配電變壓器的三相負(fù)荷也沒(méi)有進(jìn)行定期的檢測(cè)和調(diào)整
。除此之外
，還有很多因素造成了三相不平衡的現(xiàn)象，例如線(xiàn)路的影響以及三相負(fù)荷矩的不相等等
。


三相不平衡有哪些危害

？

1

、增加線(xiàn)路的電能損耗

在三相四線(xiàn)制供電網(wǎng)絡(luò)中

，電流通過(guò)線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)時(shí)
，因存在阻抗必將產(chǎn)生電能損耗
，其損耗與通過(guò)電流的平方成正比
。當(dāng)?shù)蛪弘娋W(wǎng)以三相四線(xiàn)制供電時(shí)，由于有單相負(fù)載存在
，造成三相負(fù)載不平衡在所難免
。當(dāng)三相負(fù)載不平衡運(yùn)行時(shí)
，中性線(xiàn)即有電流通過(guò)。這樣不但相線(xiàn)有損耗
，而且中性線(xiàn)也產(chǎn)生損耗，從而增加了電網(wǎng)線(xiàn)路的損耗
。

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(shè)備

，當(dāng)其在三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行時(shí)
，將會(huì)造成配變損耗的增加。因?yàn)榕渥兊墓β蕮p耗是隨負(fù)載的不平衡度而變化的
。

3、配變出力減少

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