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配電系統中三相不平衡的危害有哪些?原因是什么?

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瀏覽:-發布日期:2019-09-12 10:58【

配電系統中三相電流或電壓的幅值不一致,都會引起三相不平衡現象。高低壓配電柜中工正常性不平衡的情況大多是因為三相元件、線路參數或負荷不對稱。如果三相不平衡超過了配電網可以承受的范圍,那么整體的電力系統的安全運行就會受影響。那么出現三相不平衡的危害有哪些呢?原因又是什么呢?

三相不平衡原理圖

一、三相不平衡的危害

1.增加線路的電能損耗

在三相四線制供電網絡中,電流通過線路導線時,因存在阻抗必將產生電能損耗,其損耗與通過電流的平方成正比。當低壓電網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。

2.增加配電變壓器的電能損耗

配電變壓器是低壓電網的供電主設備,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。因為配變的功率損耗是隨負載的不平衡度而變化的。

3.配變出力減少

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有關。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,即極易引發配變發熱,嚴重時甚至會造成配變燒損。

4.影響用電設備的安全運行

配變是根據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。因而使中性線產生阻抗壓降,從而導致中性點漂移,致使各相相電壓發生變化。負載重的一相電壓降低,而負載輕的一相電壓升高。

5.配變產生零序電流

配變在三相負載不平衡工況下運行,將產生零序電流,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。運行中的配變若存在零序電流,則其鐵芯中將產生零序磁通。(高壓側沒有零序電流)這迫使零序磁通只能以油箱壁及鋼構件作為通道通過,而鋼構件的導磁率較低,零序電流通過鋼構件時,即要產生磁滯和渦流損耗,從而使配變的鋼構件局部溫度升高發熱。配變的繞組絕緣因過熱而加快老化,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。

三相母排圖.jpg

二、引起三相不平衡的原因

1.諧振原因

隨著工業的飛速發展,非線性電力負荷大量增加,某些負荷不僅產生諧波,還引起供電電壓波動與閃變,甚至引起三相電壓不平衡。

2.斷線故障

如果一相斷線但未接地,或斷路器、隔離開關一相未接通,電壓互感器保險絲熔斷均造成三相參數不對稱。上一電壓等級線路一相斷線時,下一電壓等級的電壓表現為三個相電壓都降低,其中一相較低,另兩相較高但二者電壓值接近。本級線路斷線時,斷線相電壓為零,未斷線相電壓仍為相電壓。

3.三相負荷的不合理分配

很多的裝表接電的工作人員并沒有專業的對于三相負荷平衡的知識概念,因此在接電的時候并沒有注意到要控制三相負荷平衡,只是盲目和隨意的進行電路的接電荷裝表,這在很大程度上造成了三相負荷的不平衡。其次,我國的大多數電路都是動力和照明混為一體的,所以在使用單相的用電設備時,用電的效率就會降低,這樣的差異進一步加劇了配電變壓器三相負荷的不平衡狀況。

4.用電負荷的不斷變化

造成用電負荷不穩定的原因包括了地II經常出現的拆遷,移表或者用電用戶的增加;臨時用電和季節性用電的不穩定性。這樣在總量上和時間上的不確定和不集中性使得用電的負荷也不得不跟隨實際情況而變化。

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