三相负荷不平衡的要素及损害

[摘 要] 低压电网三相负荷或许因多种要素,致使不平衡,乃至不平衡度十分严峻。三相负荷不平衡对低压电网、配电变压器、6~十kV高压线路均构成损害,对供电公司安全供电下降线损、用户安全用影片响较大。

1 导言
农网改造中选用了比方配电变压器放置在负荷基地,添加配电变压器数量,缩短供电半径,加大导线直径,添加低压线路,用电户电能表会集设备等办法,极大地改动了村庄低压电网状况,给咱们缔造了一个好的电网“硬件”。但若“软件”配套欠好,分外是三相负荷不平衡,则不能开掘出这个好“硬件”的内部潜力,致使低压电网的牢靠性和安稳性差,线损率较高。
2 三相负荷不平衡的要素
低压电网三相负荷失衡有以下数种要素:
(1)低压电网三相负荷不平衡要添加损耗,尽管是是早已被提出来了的。但在农网改造前,由于①村庄低压电网不在电业有些的必管计划,设备线路状况极差,线损很高,收不行上缴电费就涨电价,即线损水平虽高但降损的压力不大。②村庄照明等单相负荷很小,只占总用摘自:工变电器电负荷的5~20%分配,故虽进行过低压整改,多是把配电变压器移到负荷基地、改造低压线路、整改户内线路等。三相负荷不平衡由所以较非有必要的要素,没有也不或许致使咱们满意留神,故实习很少,亦不或许提出调平三相负荷的详细办法摘自:工变电器。
(2) 农网改造由于计划大、使命重、时刻紧,不或许摆布逢源(如计划调平三相负荷);加之改造资金有限,为了下降费用,架起了必定数量的单相两线线路,分外是低压分支线路中,单相两线线路占必定份额;还有不才户线接火施工中,一些施工人员实质低,没有三相负荷平衡的概念,施工中或随意接单相负荷,或为了不接成380V,把单相负荷都接到基地两根线上。这在必定程度上加剧了三相不平衡度。
(3) 作业处理中,村庄低压线路虽多为三相四线,但许多没有留神到把单相负荷均衡的分配到三相上,也不知道该怎么做才调均衡,构成某相或某两相负荷过多。更有甚者,有些本地供电所安排关于只需单相负荷且量值较小的三相四线线路,停用两根相线,只用单相两线供电,加剧了三相不平衡度。
(4) 有的各相负荷看上去比照挨近,各相电流也较邻近,但中性线电流却很大,乃至逾越最大相电流,这是因三相负荷的性质纷歧样所构成的使的摘自:工变电器。
如某三相四线供电线路,测得相电压UA=UB=UC=220V,IA=IB=4A,IC=3.2A,IN=4.2A。
为了验证IN的值,测得各相负荷的相位|ΦA|=|ΦB|=40°,ΦC=0°,则ZA和ZB中必有一相为理性,一相为容性。设ZA 为理性, ZB为容性,IA+IB|=2cos20°IA=7.5(A)则IN =|IA+IB+IC|=4.3(A),理论核算和外表丈量效果根柢契合,阐明中性线电流大确因三相负荷的性质纷歧样所构成的使。
(5) 这些年,村庄经济飞速翻开,农人日子活络跋涉,分外是农网改造完毕及“同网同价”施行后,村庄家庭除照明电器增多外,许多的摘自:工变电器中、高级、大功率的家用电器进入寻常群众家,例如电饭煲、电水壶、电炒锅、电热水器、电取暖器、小水泵等,单台容量大大都在800~2000kW,都是选用单相(220V)电源,单相负荷激增;而另一方面,跟着工业的翻开,村庄便当食物(如便当面、挂面)出售量增多,农户加工馒头、面皮、米皮出售等重生事物缤纷呈现,农副业加工量削减,村庄单相负荷已变成电力负荷的首要方面。据了解,如今一般村庄单相负荷已占总负荷的70%以上,殷实本地抵达90%以上,经济较差的村庄也占到50~60%。在单相负荷用电量极大添加的状况下,若不留神三相平衡,或许使低压电网的三相不平衡度很大,电网技能状况很差。
3 三相负荷不平衡的损害
3.1 对配电变压器的影响
(1)三相负荷不平衡将添加变压器的损耗:
变压器的损耗包含空载损耗和负荷损耗。正常状况下变压器作业电压根柢不变,即空载损耗是一个恒量。而负荷损耗则随变压器作业负荷的改动而改动,且与负荷电流的平方成正比。当三相负荷不平衡作业时,变压器的负荷损耗可当作三只单相变压器的负荷损耗之和。
从数学定理中咱们知道:假定a、b、c 3个数都大于或等于零,那么a+b+c≥33√abc 。
当a=b=c时,代数和a+b+c获得最小值:a+b+c=33√abc 。
因而咱们能够假定变压器的三相损耗别离为:Qa=Ia2 R、Qb= Ib2 R 、Qc =Ic2 R,式中Ia、Ib、Ic别离为变压器二次负荷相电流,R为变压器的相电阻。则变压器的损耗表达式如下:
Qa+Qb+Qc≥33√[(Ia2 R)(Ib2 R)(Ic2 R)]
由此可知,变压器的在负荷不变的状况下,当Ia=Ib=Ic时,即三相负荷抵达平衡时,变压器的损耗最小。
则变压器损耗:
当变压器三相平衡作业时,即Ia=Ib=Ic=I时,Qa+Qb+Qc=3I2R;
当变压器作业在最大不平衡时,即Ia=3I,Ib=Ic=0时,Qa=(3I)2R=9I2R=3(3I2R);
即最大不平衡时的变损是平衡时的3倍。
(2)三相负荷不平衡或许构成焚毁变压器的严峻效果:
上述不平衡时重负荷相电流过大(增为3倍),超载过多,或许构成绕组和变压器油的过热。绕组过热,绝缘老化加速;变压器油过热,致使油质劣化,活络下降变压器的绝缘功用,削减变压器寿数(温度每添加8℃,运用年限将削减一半),乃至焚毁绕组。
(3)三相负荷不平衡作业会构成变压器零序电流过大,有些金属件温升增高:
摘自:工变电器在三相负荷不平衡作业下的变压器,必定会发作零序电流,而变压器内部零序电流的存在,会在铁芯中发作零序磁通,这些零序磁通就会在变压器的油箱壁或别的金属构件中构成回路。但配电变压器计划时不思考这些金属构件为导磁部件,则由此致使的磁滞和涡流损耗使这些部件发热,致使变压器有些金属件温度反常添加,严峻时将致使变压器作业事端。
3.2 对高压线路的影响
(1)添加高压线路损耗:
低压侧三相负荷平衡时,6~十k V高压侧也平衡,设高压线路每相的电流为I,其功率损耗为: ΔP1 = 3I2R
低压电网三相负荷不平衡将反映到高压侧,在最大不平衡时,高压对应相为1.5I,别的两相都为0.75 I,功率损耗为:

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