调整三相不平衡负荷减少电能损耗(精)

低压配电网中三相负荷不平衡治理措施

摘要：低压电网三相负荷不平衡直接影响着用电安全，还会造成变压器损耗、用户用电设备损坏和电能质量下降等问题，三相负荷不平衡对于电网稳定和安全都带来了极大的危害。本文主要探究低压配电网中三相负荷不平衡问题的主要原因和造成的危害，提出解决该问题的主要措施，为解决三相负荷不平衡问题提供技术支持。

关键词：三相负荷；不平衡；原因；解决措施

引文

电能是世界范围内使用最为广泛的清洁能源，随着我国经济的不断发展，社会对于电能的需求量日益增加。随着现代精密电子设备的普及和发展，对于电能质量的要求越来越高，不再单单只是要求电压和频率两个指标。电能的质量涉及了供电电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡、公共电网谐波和间谐波、电压波动和闪变、电压暂将和短时间中断等指标。其中三相负荷不平衡是电能质量的重要指标，并且在我国的低压电网运行中，三相负荷不平衡问题长期存在。本文主要分析三相负荷不平衡问题，探究产生该问题的主要原因，并提出有效的解决方案和措施。

1.三相负荷不平衡定义

三相负荷不平衡是指三相电压在幅值上不同或者相位差不是120o，不平衡度是指电力系统中三相不平衡的程度，通常使用电压、电流负序基波分量或者零序基波分量与正序基波分量的均方根的百分比表示。三相负荷不平衡度与用户负荷的关系为：

2.三相负荷不平衡产生原因及危害

电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电组成的整体，电力系统在正常运行的状态下，供电和用电的不平衡都会造成配电网中三相负荷的不平衡。供电环节发电、输电、变电和配电中，主要的电气设备是同步发电机、三相变压器和输电线路，同步电机和三相变压器具有良好的对称性，不会造成三相负荷不平问题，输电线路中三相不对称是供电环节造成三相负荷不平衡的主要原因。

在低压配电网络中，用电环节中存在着大量的单相负荷，例如照明用电、家用电器，随着家用电量的增加，虽然低压配电网中采用了三相四线形式供电，但是由于未将单相负荷平均分配到三相上，造成了某一相或者是某两相负荷较大，尤其在用电高峰期表现最为明显，这就造成了三相负荷不平衡问题。

低压配网三相不平衡运行的影响及治理

低压配网三相不平衡运行会对电网运行产生一系列的影响，主要表现为：

1. 电能损耗增加：三相电流不平衡会导致系统中出现零序电流，这样就会使得系统中的电阻和电感等元件产生一定的电能损耗。尤其是在电流不平衡较大的情况下，电能损耗更加明显，会增加系统的电能消耗。

2. 设备过载：当三相电流不平衡较大时，可能会导致某一相的负荷过大，超过了设备的额定负荷，从而引起设备过载。长时间的过载运行会加剧设备的老化，降低设备的寿命，甚至造成设备的损坏，对系统的可靠性产生威胁。

3. 电压不稳定：电流不平衡会导致线路中出现零序电流，而零序电流会引起系统中电压的不稳定，进而对设备的运行产生不良影响。特别是对感性负载而言，零序电流会导致设备感受到的电压下降，影响设备的正常运行。

4. 线路损耗增加：三相电流不平衡会导致系统中的线路电流增大，增加了线路的损耗。电流不平衡越大，线路损耗就越明显。这会浪费大量的电能，不仅增加了用户的用电成本，同时对系统的运行效率也产生了不利影响。

为了解决低压配网三相不平衡运行带来的问题，需要采取相应的治理措施：

1. 平衡负荷：通过调整用户负荷分配，使得各相之间的负荷平衡。还可以通过定期对系统进行检测和分析，及时调整用户负荷，保持三相电流的平衡。

2. 使用补偿装置：通过安装补偿装置，补偿三相电压、电流的不平衡，并抑制零序电流的产生。常用的补偿装置有静态无功补偿器、无功功率控制器等。

3. 优化线路设计：合理设计低压配网线路的参数，如线路的截面积、电抗器选择等，从而降低线路的电阻和电感，减少电能损耗。

4. 定期维护检修：对低压配网设备进行定期的维护检修，确保设备处于良好的运行状态，延长设备的使用寿命，减少设备故障的发生。

低压配网三相不平衡运行会对电网运行产生诸多影响，通过采取相应的治理措施，可以有效降低不平衡运行带来的问题，提高电网的可靠性和经济性。

如何降低线损

如何降低线损

线损管理⼯作是衡量供电企业管理⽔平的重要指标。在尊重事实的基础上，利⽤科技⼿段，通过内部的强化管理，综合考虑影响线损起伏不稳的客观条件，分析和排查存在的各种因素，找出关键点，逐步消除，是决定线损管理⼯作再上新台阶的关键所在。

⼀、合理利⽤“三相就地平衡”法

三相四线制低压供电时，当三相电压在⽤户末端呈现电压降，由于各相⽤户负荷分配不均匀，造成三相电流不平衡，影响配电变压器供电能⼒，造成电能损失。平衡三相电流时，⾸先要从⽤户末端进⾏测量，根据测得的电流数据，再依次调配400V 分⽀末端的各相⽤户，⼒求达到负荷均衡。其次，要根据配电变压器共有⼏路出线，分别测量各路出线的线电流，依据测量数据，平衡各路出线负荷，达到配电变压器低压出线端各路负荷与分⽀末端⽤户负荷的平衡效果，才能解决因三相电流不平衡造成的电能损失。测算表明，当各相电流分配误差达到25% 以上时，配电变压器的电路线损率将超过9%，⾜见三相电流不平衡的损失率。

⼆、功率因数与⽆功补偿

及时调整配电线路的功率因数，实现电容⾃动补偿与随器、随机、分散就地补偿相结合，提⾼功率因数和改变电压质量，提⾼配变供电能⼒和设备出⼒，降低电能损失，从⽽达到降低线损

的⽬的。提⾼设备和负载的⾃然功率因数，对于⼤⽤户公⽤变的设备和负载，按配变容量30%装设电容⾃动投切补偿装臵，减少⽆功损耗。

⽆功补偿装臵应选择适当位臵，经过实际测算和运⾏中发现的问题对⽐分析，真正起到补偿效果，达到预想⽬标。选择⽆功补偿装臵时，要⾸先考虑科技含量⾼、⾃动投切及时，反应灵敏的尖端产品。

三、计量管理

电能表的选择应尽量统⼀标准，严格精确等级，杜绝不合格产品流⼊电⽹计量。根据线损分析和各站所提出的产⽣线损过⾼的直接原因,不定时现场校验计量装臵和电能表计。电⼦式电能表的精确度较⾼，防窃电功能优于机械表，但电⼦式电能表的计数器是靠脉冲电流来驱动的，当频繁停电时，容易引起计数器反映缓慢，造成电能计量损失，不易在频繁限电的⽤户群中使⽤。使⽤机械电能表必须按照规定周期进⾏校验，校验要严格按照规程标准进⾏。四、同步抄表、精确计算，保证线损率计算的准确度抄表到户⼯作很繁重，也很复杂，需要投⼊⼤量的⼈⼒和精⼒，但往往出现当计量部门抄完总表后，⽤户的表计不能及时抄收。同步抄表对于⽬前的现状来说虽然存在⼀定的难度，但只要组织合理，安排得当，也会收到良好的效果。这⽅⾯的责任⼼很重要，各个供电所配臵的⼈员有限，再加上农电⼯的普遍素质不⾼，影响了同步抄表的时效性。国外和部分地区采⽤社会机构的抄表公

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三相不平衡

一、概述：

三相不平衡是指在电力系统中三相电流（或电压）幅值不一致，且幅值差超过规定范围。各相负载分布不均、单相负载用电的不同时性、以及单相大功率负载接入是导致三相不平衡的主要原因，由于城市民用电网及农用电网中存在大量单相负载，使得当今三相不平衡现象普遍存在且尤为严重。

电网中的三相不平衡会增加线路及变压器的铜损，增加变压器的铁损，降低变压器的出力甚至会影响变压器的安全运行，会造成因三相电压不平衡而降低供电质量，甚至会影响电能变的精度而造成计量损失。

二、危害：

1.增加线路及配电变压器电能损耗

在三相四线制供电网络中，电流通过线路导线时，因存在阻抗必将产生电能损耗，其损耗与通过电流的平方成正比，当相电流平衡的时候，系统的电能损耗最小。

例如设某系统的三相线路、变压器绕组每相的总阻抗为Z（暂不记中性线），如果三相电流平衡，IA=100A，IB=100A,IC=1OOA,则；总损耗=100²Z+100²Z+100²Z=300Z。

如果三相电流不平衡，IA=50A，IB=100A,IC=15OA，则；总损耗=50²Z+100²Z+150²Z=35000Z。比平衡状态的损耗增加了17%。在最严重的状态下，如果IA=0A，IB=0A,IC=30OA，则；总损耗=300²Z =900Z。比平衡状态的损耗增加了3倍。

可见不平衡度愈严重，所造成损耗越大。

2.降低配变变压器出力以及增加铁损

配变设计时，其绕组结构是按负载平衡运行工况设计的，其绕组性能基本一致，各相额定容量相等。配变的最大允许出力要受到每相额定容量的限制。

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假如当配变处于三相负载不平衡工况下运行，负载轻的一相就有富余容量，从而使配变的出力减少。

其出力减少程度与三相负载的不平衡度有关。三相负载不平衡越大，配变出力减少越多。为此，配变在三相负载不平衡时运行，其输出的容量就无法达到额定值，其备用容量亦相应减少，过载能力也降低。假如配变在过载工况下运行，即极易引发配变发热，严重时甚至会造成配变烧损。