低壓配電系統中三相負荷平衡的重要性.doc

低壓配電系統中三相負荷平衡的重要性在低壓配電系統中，負荷應該盡量平均分配在三相上，即保持三相負荷基本平衡，對低壓線損的降低將起到至關重要的作用?，F談談三相負荷平衡的重要性。一、三相負荷不平衡對配電變壓器的影響。 當三相負荷平衡時，三相電流相等，因基波相位角差1200 ，它們中性線上的矢量和為零，所以中性線沒有電流通過；當三相負荷不平衡時，三相電流不相等，中性線電流不在為零，三相負荷的不平衡度越大，中性線電流越大。中性線電流在中性點以大小相等、方向相同的電流分量分流于配電變壓器各相繞組中，稱之為零序電流。當三相負荷嚴重不平衡時，配電變壓器會產生較大的零序電流，零序電流在配電變壓器中流動必然產生零序磁通，零序磁通通過變壓器的鐵心、金屬外殼及散熱管等構成回路，零序磁通切割變壓器金屬構件產生感應電勢，并在金屬導體內形成電流，也就是渦流。渦流在變壓器金屬導體中流動會產生熱量，即渦流損耗，從而使變壓器損耗增加，功率因數下降，嚴重時還危及變壓器的安全運行。二、三相負荷不平衡對線路的影響（一）增加線損 我們先從最簡單的情況談起，假設負荷為純阻性單相負荷，總的負荷電流為I，每條導線的電阻為R，功率因數COS=1，所有負荷分配一相上，即采用單相二線供電時的功率損耗為：P1=2I2R （1）把全部單相負荷平均分配到兩條相線上，采用二相三線制供電時，每相電流變?yōu)樵瓉淼?/2，其功率損耗為： P2=3（I/2）2R=3I2R/4 （2）若采用三相四線制供電線路，把負荷平均分配到三相上，則每相的電流為原來的1/3，其功率損耗為： P3=3（I/3）2R=I2R/3 （3）(1)、(2)兩式相除，P1/P2=2.67倍；(1)、(3)兩式相除，P1/P3=6倍；可見，同樣的負荷，三相分配均衡與否，電能損失大不一樣。實踐證明，調整三相負荷平衡，具有顯著的降損效果。（二）對中性線及用電設備的影響 如前所述，當三相負荷嚴重不平衡時，由于零序電流在變壓器繞組中流動而產生的零序磁通在各相繞組中會感應出同方向的零序電勢。該電勢與原感應電勢的相量和就是單相電壓。當某相負荷較重時，該相端電壓就降低，并小于額定電壓，造成該相單相設備無法正常運行；當某相負荷較輕時，該相端電壓就升高，當超過額定電壓許多時，就會威脅單相設備的安全，嚴重時還將成單相設備燒壞。中性線未斷時，不論各相負荷是否平衡，各相負荷均可承受對稱的相電壓，如果任何一相發(fā)生故障，由于中性線的作用，其它兩相仍可保證正常供電。按規(guī)程，中性線截面一般是相線截面的50%，但在實際選擇時，往往偏小。在三相負荷嚴重不平衡的情況下，中性線容易被燒斷。如果中性線燒斷，由于三相負荷不對稱，則會產生變壓器中性點位移，致使三相電壓不平衡，當三相不平衡電壓施加在電機上時，會使轉子和定子繞組電流額外增加，引起電動機額外發(fā)熱，造成溫升增加，還會使電使電磁轉矩減小，電磁燥音增加，因而不允許長期運行。對于原接220V的單相負載，由于兩相串聯于380V電源，阻抗值大的負載兩端電壓異常而燒毀；阻抗值低的負載，兩端電壓偏小，以至產生崩潰電壓等障礙，也要造成事故。同時，負載中性點及負載端零線對地出現較高電壓，容易發(fā)生觸電事故，許多電氣火災也是由燒斷中性線引起的。 由以上可知，三相負荷平衡可提高變壓器出力、使變壓器經濟安全運行，可以降低線損、保護中性線，可以使三相電壓平衡，有利于利用電設備的安全運行。因此，要盡量采用三相（380/220V）供電，限制或避免單相（220V）供電；已采用三相供電的，在供用電管理中，首要的工作就是經常監(jiān)測、調整三相負荷，實現三相負荷基本平衡，避免無謂的損失，挖掘出電網的內部潛力。 一般Y，yn0接線組的配電變壓器的二次負荷為動力與照明混合負荷，即在一個配電網中，有三相負荷，同時也混有單相負荷，并且大容量單相負荷呈增長趨勢，這種情況極易出現三相負荷不對稱。另外，由于電器設備開啟的隨意性，三相負荷不平衡狀況是不可避免的。有關規(guī)程規(guī)定，Y，yn0接線組的配電變壓器的二次中性線電流不可超過低壓繞組額定電流的25%。中性線電流不超過該值時，中性點的位移電壓約為相電壓的5%左右，對三相電壓的影響并不顯著，基本上仍可視為對稱的。當超過低壓繞組額定電流的25%時，就要采取相應措施調整三相負荷了，使其趨于基本平衡，以抑制零序電流的產生。具體方法有：1、每月在高峰和低谷負載期間，分別測量三相電壓和電流，使三相電壓和電流的不平衡度在15%以內