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電能質(zhì)量
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變壓器殺手——三相不平衡！

返回列表來(lái)源：領(lǐng)步電能質(zhì)量發(fā)布時(shí)間：2017-02-24分享加入收藏關(guān)注：-

專家講堂3

你是否遇到過(guò)大范圍停電的時(shí)刻?你是否遇到過(guò)小區(qū)變壓器燒毀驚心動(dòng)魄的時(shí)刻?為什么看上去如此龐大的變壓器在防護(hù)措施十分得當(dāng)?shù)那闆r下也會(huì)被燒毀呢?讓我們來(lái)一起揭開“變壓器殺手”的真面目——三相不平衡!

一、三相不平衡的影響
三相交流電是電能的一種輸送形式，簡(jiǎn)稱為三相電。一個(gè)三相平衡電路的三相電壓源必須是正弦波，且頻率相同，幅度相同，相位互差120度。就如同我們攝影機(jī)的三角支架一般，三邊一樣長(zhǎng)，角度相隔一樣，這樣的一個(gè)平衡的三角支架可以給我們帶來(lái)方便。但是如果我們的三角支架不平衡呢?那么勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致我們的攝影機(jī)不平衡，照出來(lái)的相片也是歪的。

圖1 不平衡的三角支架

同樣的道理如果我們的三相電不平衡的時(shí)候會(huì)帶來(lái)哪些后果呢?事實(shí)上在實(shí)際的生活中全面的三相平衡是不存在的，三相系統(tǒng)總是存在不同程度的不平衡現(xiàn)象。

圖2 三相平衡和不平衡的對(duì)比圖

不平衡嚴(yán)重時(shí)負(fù)荷相電流過(guò)大(增為3倍)，超載過(guò)多，可能造成繞組和變壓器油的過(guò)熱。繞組過(guò)熱，盡緣老化加快;變壓器油過(guò)熱，引起油質(zhì)劣化，迅速降低變壓器的盡緣性能，減少變壓器壽命(溫度每升高8℃，使用年限將減少一半)，甚至燒毀繞組。變壓器燒毀時(shí)后果不堪設(shè)想，尤其是大型變壓器燒毀時(shí)，將會(huì)大致大范圍停電。

不僅如此，當(dāng)不平衡嚴(yán)重時(shí)，由于電流增為3倍，則發(fā)熱量增為9倍，可能造成該相導(dǎo)線溫度直線上升，以致燒斷。且由于中性線導(dǎo)線截面一般應(yīng)是相線截面的50%，但在選擇時(shí)，有的往往偏小，加上接頭質(zhì)量不好，使導(dǎo)線電阻增大。中性線燒斷的幾率更高。同理在配電屏上，造成開關(guān)重負(fù)荷相燒壞、接觸器重負(fù)荷相燒壞，因而整機(jī)損壞等嚴(yán)重后果。

二、三相不平衡的治理措施

1、注重對(duì)三相負(fù)荷的合理分配
在對(duì)三相負(fù)荷的分配問(wèn)題上，電力工作人員應(yīng)當(dāng)在實(shí)際的工作中將相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真的采集和記錄，達(dá)到能夠在一定程度上預(yù)測(cè)用電負(fù)荷的狀態(tài)。其次，可以通過(guò)裝設(shè)平衡裝置的方式來(lái)達(dá)到更好三相平衡的分配問(wèn)題。在一些采用低壓三相四線制的地g,可以增設(shè)調(diào)整不平衡電流無(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)解決經(jīng)常出現(xiàn)的電網(wǎng)中的不平衡電流現(xiàn)象造成的各類后果。這樣的裝置不僅可以補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功，而且也可以調(diào)整不平衡有功電流的作用。另外，根據(jù)實(shí)際情況中負(fù)荷矩的不同情況，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整接線方式也對(duì)合理分配三相負(fù)荷有一定的影響。

2、對(duì)三相負(fù)荷中不平衡電流的治理方法
根據(jù)不平衡電流電納的補(bǔ)償原理，在任何一個(gè)可以確定的時(shí)刻，主要出現(xiàn)了三相不接地的不平衡負(fù)載，那么他們中的每一個(gè)相負(fù)載都可以同一個(gè)電阻和電容形成并聯(lián)的形式。因此，在不平衡電流治理電納補(bǔ)償理論的指導(dǎo)下，可以將不同性質(zhì)符合的等效進(jìn)行分析，確定相間和相對(duì)地的無(wú)功補(bǔ)償量。當(dāng)配電變壓器要進(jìn)行不平衡電流的補(bǔ)償時(shí)，應(yīng)該滿足一下的幾點(diǎn)原則。一是需要注意到電流的治理應(yīng)當(dāng)有兩個(gè)內(nèi)容，一個(gè)是補(bǔ)償功率因數(shù)，一個(gè)是調(diào)節(jié)三相電流不平衡，這兩者共同確定了補(bǔ)償所需要的無(wú)功功率。第二點(diǎn)，在實(shí)際的工程施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用全容性的治理方式，與電感補(bǔ)償相區(qū)分，避免出現(xiàn)嚴(yán)重過(guò)補(bǔ)償?shù)那闆r。第三點(diǎn)是需要考慮到負(fù)荷是會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化的，基于這種特性，補(bǔ)償量也應(yīng)該根據(jù)負(fù)荷的變化進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。第四點(diǎn)表現(xiàn)在裝置開關(guān)和補(bǔ)償設(shè)備的投切次數(shù)的限制，要在設(shè)計(jì)時(shí)將全天的優(yōu)化方案進(jìn)行策略的管理。總之，在進(jìn)行比例調(diào)節(jié)系數(shù)額設(shè)置時(shí)，需要同時(shí)考慮功率因數(shù)的限制條件以及過(guò)補(bǔ)償限制的條件。

3、增設(shè)對(duì)三相負(fù)荷的智能調(diào)節(jié)裝置
北京領(lǐng)步公司研發(fā)成功的LBSTUR系列三相不平衡智能調(diào)節(jié)器，是一種用于動(dòng)態(tài)治理電網(wǎng)三相不平衡、補(bǔ)償無(wú)功的新型電力電子裝置，它能夠根據(jù)電網(wǎng)用戶由于不同時(shí)間段或不同負(fù)荷導(dǎo)致的電網(wǎng)三相不平衡電流，利用先進(jìn)控制算法分離出不平衡電流的正負(fù)零序及無(wú)功，通過(guò)觸發(fā)功率器件 IGBT，使逆變器發(fā)出與之相反的抵消電流，達(dá)到消除不平衡及補(bǔ)償無(wú)功的作用。

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