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2012注冊電氣工程師考試：電氣設(shè)備百科匯總

三相不平衡

定義

三相不平衡：是指在電力系統(tǒng)中三相電流(或電壓)幅值不一致，且幅值差超過規(guī)定范圍。

危害

1.增加線路的電能損耗。在三相四線制供電網(wǎng)絡(luò)中，電流通過線路導(dǎo)線時，因存在阻抗必將產(chǎn)生電能損耗，其損耗與通過電流的平方成正比。當?shù)蛪弘娋W(wǎng)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。這樣不但相線有損耗，而且中性線也產(chǎn)生損耗，從而增加了電網(wǎng)線路的損耗。

2.增加配電變壓器的電能損耗。配電變壓器是低壓電網(wǎng)的供電主設(shè)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。配變設(shè)計時，其繞組結(jié)構(gòu)是按負載平衡運行工況設(shè)計的，其繞組性能基一致，各相額定容量相等。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(guān)。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(yīng)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(fā)配變發(fā)熱，嚴重時甚至?xí)斐膳渥儫龘p。

4.配變產(chǎn)生零序電流。配變在三相負載不平衡工況下運行，將產(chǎn)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?nèi)舸嬖诹阈螂娏鳎瑒t其鐵芯中將產(chǎn)生零序磁通。(高壓側(cè)沒有零序電流)這迫使零序磁通只能以油箱壁及鋼構(gòu)件作為通道通過，而鋼構(gòu)件的導(dǎo)磁率較低，零序電流通過鋼構(gòu)件時，即要產(chǎn)生磁滯和渦流損耗，從而使配變的鋼構(gòu)件局部溫度升高發(fā)熱。配變的繞組絕緣因過熱而加快老化，導(dǎo)致設(shè)備壽命降低。同時，零序電流的存也會增加配變的損耗。

5.影響用電設(shè)備的安全運行。配變是根據(jù)三相負載平衡運行工況設(shè)計的，其每相繞組的電阻、漏抗和激磁阻抗基一致。當配變在三相負載平衡時運行，其三相電流基相等，配變內(nèi)部每相壓降也基相同，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(nèi)部三相壓降就不相等，這必將導(dǎo)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(chǎn)生阻抗壓降，從而導(dǎo)致中性點漂移，致使各相相電壓發(fā)生變化。負載重的一相電壓降低，而負載輕的一相電壓升高。在電壓不平衡狀況下供電，即容易造成電壓高的一相接帶的用戶用電設(shè)備燒壞，而電壓低的一相接帶的用戶用電設(shè)備則可能無法使用。所以三相負載不平衡運行時，將嚴重危及用電設(shè)備的安全運行。

6.電動機效率降低。配變在三相負載不平衡工況下運行，將引起輸出電壓三相不平衡。由于不平衡電壓存在著正序、負序、零序三個電壓分量，當這種不平衡的電壓輸入電動機后，負序電壓產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場與正序電壓產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場相反，起到制動作用。但由于正序磁場比負序磁場要強得多，電動機仍按正序磁場方向轉(zhuǎn)動。而由于負序磁場的制動作用，必將引起電動機輸出功率減少，從而導(dǎo)致電動機效率降低。同時，電動機的溫升和無功損耗，也將隨三相電壓的不平衡度而增大。所以電動機在三相電壓不平衡狀況下運行，是非常不經(jīng)濟和不安全的。

解決辦法

由不對稱負荷引起的電網(wǎng)三相電壓不平衡可以采取的解決辦法：

1、將不對稱負荷分散接在不同的供電點，以減少集中連接造成不平衡度嚴重超標的問題。

2、使用交叉換相等辦法使不對稱負荷合理分配到各相，盡量使其平衡化。

3、加大負荷接入點的短路容量，如改變網(wǎng)絡(luò)或提高供電電壓級別提高系統(tǒng)承受不平衡負荷的能力。

4、裝設(shè)平衡裝置。 簡要列出以上幾種解決三相電壓或電流不平衡對電網(wǎng)及電能質(zhì)量危害的技術(shù)措施。

具體應(yīng)該采取哪一種措施更為合理有效，還要根據(jù)實際情況，經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟比較后確定實施。

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