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INPPCG——三相不平衡终极解决方案

时间:2016-04-15 12:04:43      来源:金顺怡

随着电力行业的不断发展,大量新型设备以及电力电子设备得到应用,这使得电能质量问题越来越受到人们的重视,三相不平衡问题就是电能质量中存在的较为严重的问题,下面小编就带你深入了解一下三相不平衡问题。


什么是三相不平衡

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。根据《电能质量三相电压允许不平衡度》(GB/T15543-2008),在电网正常运行时负序电压不平度不超过2%,短时不超过4%(三相不平衡度在三相电力系统中指三相不平衡的程度,用电压、电流的负序基波分量或零序基波分量与正序基波分量的方均根百分比表示)。


为什么会产生三相不平衡

我们通常使用的供电网络是三相生产用电与单相负载混合用电的供电网络,大多是经10/0.4KV变压器降压后,以三相四线制向用户供电。在装接单相用户时,供电部门通常将单相负载均衡地分接在A、B、C三相上。但在实际工作及运行中,线路的标志、接电人员的疏忽再加上由于单相用户的不可控增容、大功率单相负载的接入以及单相负载用电的不同时性等,都造成了三相负载的不平衡。


三相不平衡有什么危害

(1)对变压器危害
通常情况下,变压器有铁损(空载损耗)和铜损(负载损耗)两种损耗,铁损一般不变,铜损会根据负载的变化而变化。当三相负荷不平衡运行时,变压器的负荷损耗可看成三只单相变压器的负荷损耗之和。这有可能给变压器造成及严重的后果,不平衡时会造成相电流过大(增为3倍),从而造成绕组和变压器油的过热。绕组过热,绝缘老化加快;变压器油过热,引起油质劣化,迅速降低变压器的绝缘性能,减少变压器寿命(温度每升高8℃,使用年限将减少一半),甚至烧毁绕组。同时三相不平衡条件下运行的变压器产生零序磁通,零序磁通流经变压器金属部件组成的回路,是变压器发热,同样影响变压器运行安全。

(2)对线路的影响
上文提到三相不平衡会产生零序磁通,零序磁通在中性线上会变为中性线电流,这样不但相线有损耗,而且中性线也产生损耗,从而增加了电网线路的损耗。另一方面,在三相四线制结线方式下,当三相平衡时线损最小;当一相负荷重,两相负荷轻的情况下线损增量较小;当一相负荷重,一相负荷轻,而第三相的负荷为平均负荷的情况下线损增量较大;当一相负荷轻,两相负荷重的情况下线损增量最大。当三相负荷不平衡时,无论何种负荷分配情况,电流不平衡度越大,线损增量也越大。


解决三相不平衡的方法

目前有一些传统的解决三相不平衡的方法,但存在着各种各样的问题,例如,加大负荷接入点的短路容量,如改变网络或提高供电电压级别提高系统承受不平衡负荷的能力。这种方法是一个治标不治本的方法,同时三相不平衡比较严重时,会大大增加设备投入成本,且效果不佳;使用三相不平衡自动换相器,切换相别。但是在换相的过程中会使用户暂时停电等等诸多问题。