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引起三相電壓不平衡因素
引起三相電壓不平衡的原因有多種,如:單相接地、斷線諧振等,運(yùn)行管理人員只有將其正確區(qū)分開來,才能快速處理。
1、斷線故障
如果一相斷線但未接地,或斷路器、隔離開關(guān)一相未接通,電壓互感器保險(xiǎn)絲熔斷均造成三相參數(shù)不對(duì)稱。上一電壓等級(jí)線路一相斷線時(shí),下一電壓等級(jí)的電壓表現(xiàn)為三個(gè)相電壓都降低,其中一相較低,另兩相較高但二者電壓值接近。本級(jí)線路斷線時(shí),斷線相電壓為零,未斷線相電壓仍為相電壓。
2、接地故障
當(dāng)線路一相斷線并單相接地時(shí),雖引起三相電壓不平衡,但接地后電壓值不改變。單相接地分為金屬性接地和非金屬性接地兩種。金屬性接地,故障相電壓為零或接近零,非故障相電壓升高1.732倍,且持久不變;非金屬性接地,接地相電壓不為零而是降低為某一數(shù)值,其他兩相升高不到1.732倍。
諧振原因隨著工業(yè)的飛速發(fā)展,非線性電力負(fù)荷大量增加,某些負(fù)荷不僅產(chǎn)生諧波,還引起供電電壓波動(dòng)與閃變,甚至引起三相電壓不平衡。
諧振引起三相電壓不平衡有兩種
1、基頻諧振
基頻諧振,特征類似于單相接地,即一相電壓降低,另兩相電壓升高,查找故障原因時(shí)不易找到故障點(diǎn),此時(shí)可檢查特殊用戶,若不是接地原因,可能就是諧振引起的。
2、分頻諧振
另一種是分頻諧振或高頻諧振,特征是三相電壓同時(shí)升高。
另外,還要注意,空投母線切除部分線路或單相接地故障消失時(shí),如出現(xiàn)接地信號(hào),且一相、兩相或三相電壓超過線電壓,電壓表指針打到頭,并同時(shí)緩慢移動(dòng),或三相電壓輪流升高超過線電壓,遇到這種情況,一般均屬諧振引起。
三相不平衡的危害和影響
1、對(duì)變壓器的危害在生產(chǎn)、生活用電中,三相負(fù)載不平衡時(shí),使變壓器處于不對(duì)稱運(yùn)行狀態(tài)。造成變壓器的損耗增大(包括空載損耗和負(fù)載損耗)。根據(jù)變壓器運(yùn)行規(guī)程規(guī)定,在運(yùn)行中的變壓器中性線電流不得超過變壓器低壓側(cè)額定電流的25%。此外,三相負(fù)載不平衡運(yùn)行會(huì)造成變壓器零序電流過大,局部金屬件升溫增高,甚至?xí)?dǎo)致變壓器燒毀。
三相電壓不平衡的發(fā)生將導(dǎo)致達(dá)到數(shù)倍電流不平衡的發(fā)生。誘導(dǎo)電動(dòng)機(jī)中逆扭矩增加,從而使電動(dòng)機(jī)的溫度上升,效率下降,能耗增加,發(fā)生震動(dòng),輸出虧耗等影響。各相之間的不平衡會(huì)導(dǎo)致用電設(shè)備使用壽命縮短,加速設(shè)備部件更換頻率,增加設(shè)備維護(hù)的成本。斷路器允許電流的余量減少,當(dāng)負(fù)載變更或交替時(shí)容易發(fā)生超載、短路現(xiàn)象。中性線中流入過大的不平衡電流,導(dǎo)致中性線增粗。
三相四線制結(jié)線方式,當(dāng)三相負(fù)荷平衡時(shí)線損Z??;當(dāng)一相負(fù)荷重,兩相負(fù)荷輕的情況下線損增量較?。划?dāng)一相負(fù)荷重,一相負(fù)荷輕,而第三相的負(fù)荷為平均負(fù)荷的情況下線損增量較大;當(dāng)一相負(fù)荷輕,兩相負(fù)荷重的情況下線損增量Z大。當(dāng)三相負(fù)荷不平衡時(shí),無論何種負(fù)荷分配情況,電流不平衡度越大,線損增量也越大。
解決三相負(fù)荷不平衡的幾點(diǎn)措施
1、重視規(guī)劃,加強(qiáng)溝通
重視低壓配電網(wǎng)的規(guī)劃工作,加強(qiáng)與地方政府規(guī)劃等部門的工作溝通,避免配電網(wǎng)建設(shè)無序,尤其避免在低壓配電網(wǎng)中出現(xiàn)頭痛醫(yī)頭,腳痛醫(yī)腳的局面,在配電網(wǎng)建設(shè)和改造當(dāng)中對(duì)低壓臺(tái)區(qū)進(jìn)行合理的分區(qū)分片供電,配變布點(diǎn)盡量接近負(fù)荷中心,避免扇型供電和迂回供電,配電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)要遵循“小容量、多布點(diǎn)、短半徑”的配變選址原則。
2、爭取低壓集束導(dǎo)線供電
在對(duì)采用低壓三相四線制供電的地區(qū),要積極爭取對(duì)有條件的配電臺(tái)區(qū)采用3芯或者4芯電纜或者用低壓集束導(dǎo)線供電至用戶端,這樣可以在低壓線路施工中充分的避免三相負(fù)荷出現(xiàn)偏相的出現(xiàn),同時(shí)要做好低壓裝表工作,單相電表在A、B、C三相的分布盡量均勻,避免出現(xiàn)單相電只掛接在一相或者兩相上,在線路末端造成負(fù)荷偏相。
3、多點(diǎn)接地,降低零線電能損耗
在低壓配電網(wǎng)零線采用多點(diǎn)接地,降低零線電能損耗。目前由于三相負(fù)荷的分布不平衡,導(dǎo)致了零線出現(xiàn)電流,按照規(guī)程要求零線電流不得超過相線電流的25%,在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中,由于零線導(dǎo)線截面較細(xì),電阻值較相同長度的相線大,零線電流過大在導(dǎo)線上也會(huì)造成一定比例的電能損耗,所以建議在低壓配電網(wǎng)公用主零線采用多點(diǎn)接地,降低零線電能損耗,避免因?yàn)樨?fù)荷不平衡出現(xiàn)的零線電流產(chǎn)生的電壓嚴(yán)重危及人身安全,而且通過多點(diǎn)接地,減低了因?yàn)榘l(fā)熱等原因造成的零線斷股斷線,使得用戶使用的相電壓升高,損壞家用電器。此外對(duì)于零線損耗問題,在目前一般低壓電纜中,零線的截面為相線的1/2,電阻值大造成了在三相負(fù)荷不平衡時(shí),零線損耗加大,為此可以考慮到適當(dāng)增大零線的導(dǎo)線截面,例如采用五芯電纜,每相用一個(gè)芯線而零線則用兩個(gè)芯線。
北京領(lǐng)步公司技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì),針對(duì)三相不平衡問題,研發(fā)生產(chǎn)出一款LINGBU系列三相不平衡智能調(diào)節(jié)器-STUR。該產(chǎn)品有效地解決了這個(gè)難題,該裝置具有在補(bǔ)償系統(tǒng)無功的同時(shí)調(diào)整不平衡有功電流的作用。其理論結(jié)果可使三相功率因數(shù)均補(bǔ)償至1,三相電流調(diào)整至平衡。實(shí)際應(yīng)用表明,可使三相功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95以上,使不平衡電流調(diào)整到變壓器額定電流的10%以內(nèi)。
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