配變?nèi)嘭?fù)載不平衡運(yùn)行的危害及對(duì)策

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山南海供電局 譚家祺

配變?nèi)嘭?fù)載不平衡運(yùn)行的危害及對(duì)策

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山南海供電局 譚家祺

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代社會(huì)當(dāng)中電力事業(yè)變得越來(lái)越重要，電已經(jīng)成為了人們生活當(dāng)中最重要的需求。近些年來(lái)，在很多城市當(dāng)中出現(xiàn)了用電高峰期斷電的情況，嚴(yán)重影響了人們的生產(chǎn)生活。因此就需要供電企業(yè)對(duì)其進(jìn)行不斷的改善和改良，增強(qiáng)在供電過(guò)程當(dāng)中供電線路損害的程度，從而為人們的生產(chǎn)生活提供必要的幫助。本文首先對(duì)三相負(fù)荷不對(duì)稱的基本類型進(jìn)行了概述；其次對(duì)配網(wǎng)當(dāng)中的三相負(fù)荷不平衡現(xiàn)象所產(chǎn)生的危害進(jìn)行了分析；最后提出了改善的措施對(duì)策。

配變?nèi)?；?fù)載不平衡；危害

在現(xiàn)代生活當(dāng)中，人們的用電量和用電渠道越來(lái)越多，對(duì)電力的需求變得越來(lái)越達(dá)。在電力系統(tǒng)的正常供電過(guò)程當(dāng)中，配電網(wǎng)的三相負(fù)荷不平衡的現(xiàn)象也變得越來(lái)越多，對(duì)于供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行起到了很重要的影響。如果出現(xiàn)了三相負(fù)荷不對(duì)稱的現(xiàn)象，旋轉(zhuǎn)電機(jī)當(dāng)中的轉(zhuǎn)子就會(huì)由于工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生發(fā)熱損壞的現(xiàn)象，從而使得線路受到損壞，對(duì)相應(yīng)的供電設(shè)備造成不利的影響，甚至?xí)鹋潆娋W(wǎng)線損壞的現(xiàn)象。在此種情況下，需要對(duì)三相負(fù)荷不平衡現(xiàn)象保持高度的重視，從而采取相對(duì)應(yīng)的對(duì)策來(lái)避免供電過(guò)程的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

一、三相負(fù)荷不對(duì)稱的基本類型

在供電系統(tǒng)當(dāng)中，在線路當(dāng)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)三相負(fù)荷不對(duì)稱的現(xiàn)象，一般情況下都將配線網(wǎng)三相負(fù)載不對(duì)稱的基本類型分為三種情況。

首先出現(xiàn)三相負(fù)載不平衡的現(xiàn)象，并且負(fù)載量相對(duì)較大，如果負(fù)載量小的會(huì)出現(xiàn)相對(duì)較小的現(xiàn)象，從而出現(xiàn)了比例不平衡的現(xiàn)象，但是在幾天之內(nèi)的負(fù)載相差比例是相對(duì)較小的。出現(xiàn)此種負(fù)載現(xiàn)象的平衡功力是相對(duì)較小的，在用電方面出現(xiàn)了單相用電的現(xiàn)象，差別知識(shí)在三相負(fù)載的分配方面上。

其次，在白天的時(shí)候，供電系統(tǒng)當(dāng)中的三相負(fù)載動(dòng)力基本保持在平衡的狀態(tài)當(dāng)中，但是到了晚上用電高峰期的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象。出現(xiàn)此類情況下的現(xiàn)象一般都和居民生活用電息息相關(guān)。在白天當(dāng)中主要的用電是生產(chǎn)用電，在三相電壓方面是相對(duì)平衡。在晚上的時(shí)候用電時(shí)間是相對(duì)集中的，用電量也相對(duì)較大，從而導(dǎo)致了單向生活用電的分配不均的現(xiàn)象，從而引起了高峰期三相電壓負(fù)荷不平衡的現(xiàn)象。

最后，一部分的三相負(fù)載不平衡的現(xiàn)象是隨著季節(jié)的變化而產(chǎn)生變化的，主要是由于在每個(gè)季節(jié)當(dāng)中三相生產(chǎn)用電和單相生活用電當(dāng)中的比例都在不斷變化，從而造成了單相負(fù)載在三相當(dāng)中的分批不均現(xiàn)象。

二、配網(wǎng)當(dāng)中的三相負(fù)荷不平衡現(xiàn)象所產(chǎn)生的危害

1.對(duì)變壓器的損耗增加

在配電變壓器的的功率損耗方面是包含兩部分的，分別是空載損耗和負(fù)載損耗這兩個(gè)方面?？蛰d損耗屬于衡量的范圍，負(fù)載損耗是需要根據(jù)變壓器所帶來(lái)的負(fù)荷變化而進(jìn)行變化的，和負(fù)載當(dāng)中電流的平方是呈現(xiàn)出正比的狀態(tài)的。如果三相負(fù)載不平衡運(yùn)行的時(shí)候，變壓器的損耗就會(huì)越來(lái)越大。

2.降低了變壓器的出力現(xiàn)象

在變壓的各相繞組當(dāng)中，都需要按照其對(duì)稱運(yùn)行的情況來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的，并且每相繞組的結(jié)構(gòu)性能都處于一樣的狀態(tài)當(dāng)中，因此在變壓器的最大出力當(dāng)中只能是按照三相負(fù)載當(dāng)中最大一項(xiàng)來(lái)進(jìn)行設(shè)定，不能產(chǎn)生超出限制的現(xiàn)象。如果輸出的容量在降低的情況下，變壓器的備用容量也就會(huì)相對(duì)較少，從而使得過(guò)載能力能夠降低。

3.對(duì)用電設(shè)備造成傷害

一般情況下，變壓器是在對(duì)稱負(fù)載的運(yùn)行設(shè)計(jì)下進(jìn)行制造的，每項(xiàng)繞組當(dāng)中的電阻、漏阻以及激磁阻抗基本上都是處于一樣的狀態(tài)當(dāng)中的。在三相負(fù)載呈現(xiàn)出一致的現(xiàn)象的時(shí)候，各項(xiàng)的電流大小也是一樣的，因此變壓器的內(nèi)部壓降也是處于相同的狀態(tài)的。如果出現(xiàn)了三相負(fù)載不平衡的現(xiàn)象的時(shí)候，各相當(dāng)中的電流是不一樣的，因此在變壓器內(nèi)部的相對(duì)負(fù)載也就不一樣，從而形成了不對(duì)稱的電壓電流分量。如果出現(xiàn)的三相負(fù)載不對(duì)稱的程度越大，造成的各相負(fù)載電壓過(guò)低或者過(guò)高的現(xiàn)象，甚至于出現(xiàn)了接近線電壓的現(xiàn)象，從而使得負(fù)載不能正常工作。

4.降低電動(dòng)機(jī)的有功出力

在變壓器的三相負(fù)載出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象的時(shí)候，在很大程度上會(huì)引起三相不平衡的電壓，在電壓方面會(huì)存在鄭旭、倒序以及零序的三個(gè)電壓分量現(xiàn)象。如果通入電動(dòng)機(jī)之后，其中的負(fù)序電勢(shì)就會(huì)和正序電勢(shì)產(chǎn)生相反的磁場(chǎng)，起到一個(gè)制動(dòng)的作用。

5.配電線路損耗增加

在電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的功率損耗和線路當(dāng)中通過(guò)的電流平方是成正比的，如果產(chǎn)生了不對(duì)稱運(yùn)行的情況下進(jìn)行相同電能的輸送就會(huì)帶來(lái)很大程度的損耗，從而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)方面的損失。

6.變壓器局部金屬構(gòu)件升溫

在變壓器內(nèi)部如果產(chǎn)生了三相負(fù)載不平衡的現(xiàn)象，其中的零序電流也就會(huì)越大。在變壓器內(nèi)部由于零序電流的存在就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的零序磁通現(xiàn)象。如果在高壓側(cè)沒有產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的零序電流，就不能利用高壓側(cè)的零序磁通來(lái)對(duì)低壓側(cè)的進(jìn)行抵消，最終會(huì)導(dǎo)致變壓器局部的金屬構(gòu)件形成升溫的現(xiàn)象，對(duì)變壓器自身的損耗是相當(dāng)大的。

三、改善措施對(duì)策

針對(duì)三相負(fù)載不平衡所帶來(lái)的危害，是需要采取幾種措施來(lái)進(jìn)行不斷優(yōu)化和改善的。在本文當(dāng)中可以分為三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行措施的改善和改進(jìn)。

如果出現(xiàn)了不對(duì)稱的負(fù)荷，分散在不同的供電點(diǎn)上，就需要的其中的連接進(jìn)行減少，從而減少由于連接少而造成的不平衡嚴(yán)重超標(biāo)的現(xiàn)象。

可以利用交叉的方式來(lái)對(duì)相等的方法進(jìn)行替換，從而使得不對(duì)稱負(fù)荷能夠得到合理的分布和分配到各相當(dāng)中，最大限度的做到平衡化的現(xiàn)象。利用此種方式，在對(duì)低壓的三相四線制的城市居民和農(nóng)民供電系統(tǒng)當(dāng)中，其中的用戶大多為單相負(fù)荷或者單相以及三相負(fù)荷混用的方式，在負(fù)荷的時(shí)間和大小方面是不同的。因此在此種情況下的不平衡電流都是客觀存在的，在規(guī)律方面呈現(xiàn)出了雜亂無(wú)章的現(xiàn)象，沒有辦法進(jìn)行預(yù)先的預(yù)測(cè)，因此導(dǎo)致了次地區(qū)當(dāng)中的低壓供電系統(tǒng)當(dāng)中的三相負(fù)荷的長(zhǎng)期不平衡的現(xiàn)象。針對(duì)此種現(xiàn)象，在電力部門方面需要將其電力負(fù)荷進(jìn)行不斷加大，從而對(duì)此種現(xiàn)象進(jìn)行有效的解決。

還可以對(duì)負(fù)荷接入點(diǎn)當(dāng)中的短路容量進(jìn)行加大，從而將網(wǎng)絡(luò)或者供電系統(tǒng)當(dāng)中的電壓級(jí)別進(jìn)行不斷提升，從而使得供電的整個(gè)系統(tǒng)可以對(duì)不平衡負(fù)荷的能力進(jìn)行有效提升改善。

在裝置方面，可以安裝平衡裝置來(lái)進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。如果進(jìn)行平衡裝置的安裝之后，可以對(duì)不平衡電流當(dāng)中的無(wú)功補(bǔ)償現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)整的同時(shí)，還可以對(duì)用供電流進(jìn)行不斷調(diào)整。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中主要可以將三相功率的因數(shù)進(jìn)行不斷的補(bǔ)償?shù)?，從而使得三線電流可以進(jìn)行不斷的調(diào)整到平衡的狀態(tài)當(dāng)中。在經(jīng)過(guò)了一系列的實(shí)驗(yàn)之后，可以使得三相功率的因素補(bǔ)償?shù)?.95以上，在很大程度上可以將電流進(jìn)行調(diào)整到變壓器的額定電流的10%以內(nèi)。最終達(dá)到在各相和相之間，各相和零線之間，進(jìn)行不同數(shù)量電容器的接入，達(dá)到各相都能夠得到良好補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)，對(duì)不平衡的有功電流進(jìn)行平衡方面的調(diào)整。在采取措施的時(shí)候，需要根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)選擇合適的方式方法，在各自的經(jīng)濟(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行措施的實(shí)施。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，保持三相負(fù)載的平衡現(xiàn)象，可以有效避免供電線路當(dāng)中的受損現(xiàn)象，從而從根本上降低線路當(dāng)中的降損措施。在低壓網(wǎng)絡(luò)的供電系統(tǒng)當(dāng)中，可以利用三相四線制的供電方式來(lái)對(duì)單條線路的供電壓力進(jìn)行不斷的減少，從而對(duì)成本進(jìn)行控制。在供電系統(tǒng)的日常運(yùn)行工作當(dāng)中，需要根據(jù)城市當(dāng)?shù)刈陨淼那闆r來(lái)對(duì)三相負(fù)載的情況進(jìn)行調(diào)整，從而使其保證平衡，保證居民的正常用電。

［1］朱立新.農(nóng)村配變?nèi)嘭?fù)載不平衡運(yùn)行后果分析與對(duì)策［J］.江西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，18（3）：38，40.

［2］周嘯，金新民，唐芬等.微電網(wǎng)孤島工況下基于四橋臂變流器的不平衡負(fù)載分配策略［J］.電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2015，30（12）：76-86.

［3］彭小華.農(nóng)村配電變壓器三相負(fù)荷不平衡分析與解決措施［J］.低碳世界，2013（15）：81-82.