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三相不平衡是什么?

返回列表來源:領(lǐng)步電能質(zhì)量發(fā)布時間:2017-03-02加入收藏關(guān)注:-

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          三相不平衡是電能質(zhì)量的一個重要指標(biāo),雖然影響電力系統(tǒng)的因素有很多,但正常性不平衡的情況大多是因為三相云件、線路參數(shù)或負(fù)荷不對稱。由于三相負(fù)荷的因素是不一定的,所以供電點的三相電壓和電流極易出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象,損耗線路。不僅如此,其對供電點上的電動機也會造成不利的影響,危害電動機的正常運行。因此,如果三相不平衡超過了配電網(wǎng)可以承受的范圍,那么整體的電力系統(tǒng)的安全運行就會受到影響。

           一、三相不平衡的原因
       (1)三相負(fù)荷的不合理分配。很多的裝表接電的工作人員并沒有專業(yè)的對于三相負(fù)荷平衡的知識概念,因此在接電的時候并沒有注意到要控制三相負(fù)荷平衡,只是盲目和隨意的進行電路的接電荷裝表,這在很大程度上造成了三相負(fù)荷的不平衡。其次,我國的大多數(shù)電路都是動力和照明混為一體的,所以在使用單相的用電設(shè)備時,用電的效率就會降低,這樣的差異進一步加劇了配電變壓器三相負(fù)荷的不平衡狀況。
       (2)用電負(fù)荷的不斷變化。造成用電負(fù)荷不穩(wěn)定的原因包括了地II經(jīng)常出現(xiàn)的拆遷,移表或者用電用戶的增加;臨時用電和季節(jié)性用電的不穩(wěn)定性。這樣在總量上和時間上的不確定和不集中性使得用電的負(fù)荷也不得不跟隨實際情況而變化。
       (3)對于配變負(fù)荷的監(jiān)視力度的削弱。在配電網(wǎng)的管理上,經(jīng)常會忽略三相負(fù)荷分配中的管理問題。在配電網(wǎng)的檢測上,對配電變壓器的三相負(fù)荷也沒有進行定期的檢測和調(diào)整。除此之外,還有很多因素造成了三相不平衡的現(xiàn)象,例如線路的影響以及三相負(fù)荷矩的不相等等。

          二、三相不平衡的危害
        (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,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,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(dāng)其在三相負(fù)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(fù)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(fù)載平衡運行工況設(shè)計的,其繞組性能基本一致,各相額定容量相等。配變的Z大允許出力要受到每相額定容量的限制。假如當(dāng)配變處于三相負(fù)載不平衡工況下運行,負(fù)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(fù)載的不平衡度有關(guān)。三相負(fù)載不平衡越大,配變出力減少越多。為此,配變在三相負(fù)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(yán)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(fù)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(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(fù)載平衡運行工況設(shè)計的,其每相繞組的電阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。當(dāng)配變在三相負(fù)載平衡時運行,其三相電流基本相等,配變內(nèi)部每相壓降也基本相同,則配變輸出的三相電壓也是平衡的。假如配變在三相負(fù)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(fù)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(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)載不平衡運行時,將嚴(yán)重危及用電設(shè)備的安全運行。

           三、三相不平衡怎么治理?
        (1)注重對三相負(fù)荷的合理分配
          在對三相負(fù)荷的分配問題上,電力工作人員應(yīng)當(dāng)在實際的工作中將相關(guān)的數(shù)據(jù)進行認(rèn)真的采集和記錄,達到能夠在一定程度上預(yù)測用電負(fù)荷的狀態(tài)。其次,可以通過裝設(shè)平衡裝置的方式來達到更好三相平衡的分配問題。在一些采用低壓三相四線制的地g,可以增設(shè)調(diào)整不平衡電流無功補償裝置來解決經(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償系統(tǒng)無功,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)整接線方式也對合理分配三相負(fù)荷有一定的影響。
        (2)對三相負(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償原理,在任何一個可以確定的時刻,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相負(fù)載都可以同一個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償理論的指導(dǎo)下,可以將不同性質(zhì)符合的等效進行分析,確定相間和相對地的無功補償量。當(dāng)配電變壓器要進行不平衡電流的補償時,應(yīng)該滿足一下的幾點原則。一是需要注意到電流的治理應(yīng)當(dāng)有兩個內(nèi)容,一個是補償功率因數(shù),一個是調(diào)節(jié)三相電流不平衡,這兩者共同確定了補償所需要的無功功率。第二點,在實際的工程施工時,應(yīng)當(dāng)采用全容性的治理方式,與電感補償相區(qū)分,避免出現(xiàn)嚴(yán)重過補償?shù)那闆r。第三點是需要考慮到負(fù)荷是會隨著時間的變化而變化的,基于這種特性,補償量也應(yīng)該根據(jù)負(fù)荷的變化進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。第四點表現(xiàn)在裝置開關(guān)和補償設(shè)備的投切次數(shù)的限制,要在設(shè)計時將全天的優(yōu)化方案進行策略的管理。總之,在進行比例調(diào)節(jié)系數(shù)額設(shè)置時,需要同時考慮功率因數(shù)的限制條件以及過補償限制的條件。
       (3)安裝三相不平衡智能調(diào)節(jié)器
          三相不平衡智能調(diào)節(jié)器是一種用于動態(tài)治理配網(wǎng)三相不平衡、補償無功的新型電力電子裝置,它能夠根據(jù)配網(wǎng)用戶由于不同時間段或不同負(fù)荷導(dǎo)致的配網(wǎng)三相不平衡電流,利用控制算法分離出不平衡電流的正負(fù)零序及無功,通過觸發(fā)功率器件IGBT,使逆變器發(fā)出與之相反的抵消電流,達到消除不平衡及補償無功的作用。

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