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在高壓電網(wǎng)中,因負(fù)載一般都是三相生產(chǎn)負(fù)載,三相負(fù)荷基本平衡。在低壓電網(wǎng)中,是三相生產(chǎn)用電與單相生活負(fù)載混合用電的供電網(wǎng)絡(luò),在實(shí)際工作及運(yùn)行中,線路標(biāo)志不清、接電人員的疏忽再加上由于單相用戶的不可控增容、大功率單相負(fù)載的接入以及單相負(fù)載用電的不同時(shí)性等,都會(huì)造成三相負(fù)載的不平衡,因?yàn)闀r(shí)間的不固定性,極易被值班人員忽略。低壓電網(wǎng)若在三相負(fù)荷不平衡度較大情況下運(yùn)行,將會(huì)給低壓電網(wǎng)與電氣設(shè)備造成不良影響。
低壓電網(wǎng)三相平衡的重要性
1、三相負(fù)荷平衡是安全供電的基礎(chǔ)。
三相負(fù)荷不平衡,輕則降低線路和廠變的供電效率,重則會(huì)因重負(fù)荷相超載過多,可能造成某相導(dǎo)線燒斷、開關(guān)燒壞甚至廠變單相燒毀等嚴(yán)重后果。
2、三相負(fù)荷平衡才能保證用戶的電能質(zhì)量。
三相負(fù)荷嚴(yán)重不對(duì)稱,中性點(diǎn)電位就會(huì)發(fā)生偏移,線路壓降和功率損失就會(huì)大大增加。接在重負(fù)荷相的單相設(shè)備易出現(xiàn)電壓偏低,電燈不亮、電器效能降低、小水泵易燒毀等問題。而接在輕負(fù)荷相的單相用戶易出現(xiàn)電壓偏高,可能造成電器絕緣擊穿、縮短電器使用壽命或損壞電器。對(duì)動(dòng)力設(shè)備來說,三相電壓不平衡,會(huì)引起電機(jī)過熱現(xiàn)象。
3、三相負(fù)荷保持平衡是節(jié)約能耗、降損降價(jià)的基礎(chǔ)。
三相負(fù)荷不平衡將產(chǎn)生不平衡電壓,加大電壓偏移,增大中性線電流,從而增大線路損耗。
4、三相阻抗平衡能夠防止人身觸電傷亡事故。實(shí)踐證明,只有三相阻抗平衡,才能保證低壓漏電總保護(hù)良好運(yùn)行,防止人身觸電傷亡事故。一般情況下三相負(fù)荷不平衡可引起線損率升2%-10%,三相負(fù)荷不平衡度若超過10%,則線損顯著增加。有關(guān)規(guī)程規(guī)定:廠變出口處的負(fù)荷電流不平衡度應(yīng)小于10%,中性線電流不應(yīng)超過低壓側(cè)額定電流的25%,低壓主干線及主要分支線的首端電流不平衡度應(yīng)小于20%,不平衡度=(電流Z大值-電流Z小值)/平均值×100%。
三相負(fù)載不平衡的危害
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(shí),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(dāng)?shù)蛪弘娋W(wǎng)以三相四線制供電時(shí),由于有單相負(fù)載存在,造成三相負(fù)載不平衡在所難免。當(dāng)三相負(fù)載不平衡運(yùn)行時(shí),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、增加廠變的電能損耗。配電變壓器是低壓電網(wǎng)的供電主設(shè)備,當(dāng)其在三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行時(shí),將會(huì)造成配變損耗的增加。因?yàn)榕渥兊墓β蕮p耗是隨負(fù)載的不平衡度而變化的。
3、廠變出力減少。廠變?cè)O(shè)計(jì)時(shí),其繞組結(jié)構(gòu)是按負(fù)載平衡運(yùn)行工況設(shè)計(jì)的,其繞組性能基本一致,各相額定容量相等。廠變的Z大允許出力要受到每相額定容量的限制。假如當(dāng)廠變處于三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行,負(fù)載輕的一相就有富余容量,從而使廠變的出力減少,其出力減少程度與三相負(fù)載的不平衡度有關(guān)。三相負(fù)載不平衡越大,廠變出力減少越多。為此,廠變?cè)谌嘭?fù)載不平衡時(shí)運(yùn)行,其輸出的容量就無法達(dá)到額定值,其備用容量亦相應(yīng)減少,過載能力也降低。假如廠變?cè)谶^載工況下運(yùn)行,即極易引發(fā)配變發(fā)熱,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐膳渥儫龘p。
4、廠變會(huì)產(chǎn)生零序電流。廠變?cè)谌嘭?fù)載不平衡工況下運(yùn)行,將產(chǎn)生零序電流,該電流將隨三相負(fù)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(yùn)行中的廠變?nèi)舸嬖诹阈螂娏鳎瑒t其鐵芯中將產(chǎn)生零序磁通。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(shí),即要產(chǎn)生磁滯和渦流損耗,從而使廠變的鋼構(gòu)件局部溫度升高發(fā)熱。廠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(shí),零序電流的存也會(huì)增加廠變的損耗。
5、影響用電設(shè)備的安全運(yùn)行。廠變是根據(jù)三相負(fù)載平衡運(yùn)行工況設(shè)計(jì)的,其每相繞組的電阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。當(dāng)廠變?cè)谌嘭?fù)載平衡時(shí)運(yùn)行,其三相電流基本相等,廠變內(nèi)部每相壓降也基本相同,則廠變輸出的三相電壓也是平衡的。
假如廠變?cè)谌嘭?fù)載不平衡時(shí)運(yùn)行,其各相輸出電流就不相等,其廠變內(nèi)部三相壓降就不相等,這必將導(dǎo)致廠變輸出電壓三相不平衡。同時(shí),廠變?cè)谌嘭?fù)載不平衡時(shí)運(yùn)行,三相輸出電流不一樣,而中性線就會(huì)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(diǎn)漂移,致使各相相電壓發(fā)生變化。負(fù)載重的一相電壓降低,而負(fù)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(fù)載不平衡運(yùn)行時(shí),將嚴(yán)重危及用電設(shè)備的安全運(yùn)行。
6、電動(dòng)機(jī)效率降低。廠變?cè)谌嘭?fù)載不平衡工況下運(yùn)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(fù)序、零序三個(gè)電壓分量,當(dāng)這種不平衡的電壓輸入電動(dòng)機(jī)后,負(fù)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(dòng)作用。但由于正序磁場比負(fù)序磁場要強(qiáng)得多,電動(dòng)機(jī)仍按正序磁場方向轉(zhuǎn)動(dòng)。而由于負(fù)序磁場的制動(dòng)作用,必將引起電動(dòng)機(jī)輸出功率減少,從而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)效率降低。同時(shí),電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)在三相電壓不平衡狀況下運(yùn)行,是非常不經(jīng)濟(jì)和不安全的。
如何實(shí)現(xiàn)三相負(fù)載平衡
綜上所述,調(diào)整三相負(fù)載使之趨于平衡,這是無需增加設(shè)備投資的針對(duì)性降損措施。把單相用戶均衡地接在A、B、C三相上,減少中性線電流,降低損耗。如果
單相功率因數(shù)較低,就應(yīng)進(jìn)行無功補(bǔ)償。也可以裝置三相斷相保護(hù)器,當(dāng)任何一相斷相時(shí),能立即切斷電源以消除三相不平衡。
實(shí)際中,每相的用電負(fù)荷比較直觀,動(dòng)力線路三相平衡,而單相用戶負(fù)荷有較大差異。三相動(dòng)力線路一般質(zhì)量較好,對(duì)地絕緣阻抗較高;而涉及到照明等單相負(fù)荷則用電線路情況復(fù)雜、絕緣程度差,使該相的對(duì)地阻抗顯著降低。因此,只要把單相負(fù)荷用電戶均衡地分配到三相上,就能實(shí)現(xiàn)三相平衡。但必須要注意,均衡分配用戶不僅僅是形式上看來每相接單相負(fù)荷用戶總數(shù)的三分之一,而是要把其中用電負(fù)荷、漏電情況在同一等級(jí)的用戶也均衡地分配到三相上。
具體實(shí)施辦法
1、從公用變出線至負(fù)荷電源側(cè)的低壓干線、分支線應(yīng)盡量采用三相四線制,減少迂回,避免交叉跨越。
2、無論架空或電纜線路,相線與零線應(yīng)按A、B、C、O采用不同顏色的導(dǎo)線或標(biāo)識(shí),并按一定順序排列。
3、提前統(tǒng)一規(guī)劃廠變下的單相負(fù)荷設(shè)備,均衡地分配到低壓線路的三相上,并記錄在冊(cè)。施工時(shí)要查對(duì)無誤,表箱編號(hào)要注明相位,如“***線路A相**號(hào)”。
4、接電施工完工后,要看一下低壓電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行三相負(fù)載是否在平衡度范圍內(nèi),必要時(shí)可做些調(diào)整。
5、在以后增加設(shè)備或變更設(shè)備時(shí),要顧及三相平衡問題,在實(shí)際工作中形成常態(tài)機(jī)制,不斷完善提高。
6、安裝領(lǐng)步三相不平衡智能調(diào)節(jié)器LBSTUR。
沒有全面的平衡,但要相對(duì)的平衡,以不平衡度指標(biāo)為限,在實(shí)際工作中加大負(fù)荷調(diào)查分析力度,將各類負(fù)載Z大、平均負(fù)荷及發(fā)展趨勢(shì)記錄在案,經(jīng)常性對(duì)廠變負(fù)荷電流進(jìn)行測(cè)試,及時(shí)發(fā)現(xiàn)不平衡超標(biāo)情況,反饋負(fù)荷分析的同時(shí),不定期組織進(jìn)行有針對(duì)性地調(diào)整。只有這樣,才能從根本上控制不平衡現(xiàn)象發(fā)生,避免發(fā)生損壞用電設(shè)備等故障和事故。
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