配電變壓器三相負(fù)荷不平衡分析與解決措施

袁曉東

摘 要：隨著近些年配電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)度的不斷加快，關(guān)于配電變壓器的管理工作也顯得越發(fā)的重要。配電變壓器全年三相負(fù)荷不平衡時間相對比較長，尤其是對于新疆南部地區(qū)，用電設(shè)備主要是以農(nóng)村耕地澆灌機井和農(nóng)產(chǎn)品加工用電，而且季節(jié)性用電很明顯。所以三相不平衡問題也比較突出。假設(shè)三相負(fù)荷存在分布不均勻特征，必然會導(dǎo)致不平衡電壓的形成，從而導(dǎo)致功率損耗問題的提高，促使變壓器的功率異常提升。配電變壓器的三相不平衡運行是很難規(guī)避的，預(yù)防配電變壓器三相不平衡的運行屬于節(jié)能與提升電能質(zhì)量水平的重要途徑。對此，為了進(jìn)一步推動配電變壓器持續(xù)穩(wěn)定可靠運行，本文簡要分析配電變壓器三相負(fù)荷不平衡分析與解決措施希望可以為相關(guān)工作者提供理論和實踐幫助。

關(guān)鍵詞：配電變壓器;三相負(fù)荷;不平衡;解決措施

對于配電變壓器而言，其屬于電網(wǎng)的末端，同時也是整個配電網(wǎng)的重要設(shè)備，屬于高效率的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備。在具體應(yīng)用過程中，配電變壓器的損耗也是整個系統(tǒng)之最。借助選擇合理的配電變壓器臺區(qū)運行方式，并借助有效的用戶荷載分配調(diào)節(jié)方式可以顯著提升整個功率因素，并有效的降低配電網(wǎng)的配電變壓器損耗問題，實現(xiàn)經(jīng)濟性、穩(wěn)定性以及高效率性的運行。對此，探討配電變壓器三相負(fù)荷不平衡分析與解決措施具備顯著實踐性價值。

1 配電變壓器三相負(fù)荷不平衡分析

在配電變壓器理想運行基礎(chǔ)上，三相負(fù)荷的三相四線低壓供電系統(tǒng)當(dāng)中，三相繞組當(dāng)中的電流數(shù)值應(yīng)當(dāng)是相同的，根據(jù)ABC的順序會呈現(xiàn)出一個120°的角，這一系統(tǒng)便是三相負(fù)荷平衡系統(tǒng)。我國低壓配電網(wǎng)當(dāng)中的配電變壓器屬于Y/Yno接線方式，并應(yīng)用三相四線的接線方式，因為存在比較多的單相負(fù)載，特別是對于供電壓力比較大的區(qū)域，單相用電的荷載相對于三相用電荷載而言要高出許多，此時便會導(dǎo)致配電變壓器長期處于一個三相負(fù)荷不平衡的供電現(xiàn)象。配電變壓器的三相負(fù)荷不平衡很容易導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)一相或兩相繞組的負(fù)荷提升，此時其他兩相或一相繞組出現(xiàn)輕載。在這一情況之下，配電變壓器的三相負(fù)荷會引發(fā)過熱現(xiàn)象，長期之后便會導(dǎo)致不平衡設(shè)備的增加，最終出現(xiàn)燒毀的現(xiàn)象。有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在我國比較偏遠(yuǎn)的地區(qū)，三相負(fù)荷不平衡而導(dǎo)致的設(shè)備燒毀在所有設(shè)備損壞原因中占比超過80%。

引發(fā)三相負(fù)荷不平衡的原因非常多，其主要在于下面幾點：1）臺區(qū)改造與規(guī)劃設(shè)計不到位。導(dǎo)致負(fù)荷在三相分配不，其次施工時，施工人員圖工作方便，把負(fù)荷接入中相，而不平衡分配。另一方面是用電負(fù)荷的合理分配，在改造工作中基本上不會重視三相負(fù)荷問題，三相四線的主線假設(shè)不到位、兩相分支線路比較長，桿基長度過低以及農(nóng)忙時節(jié)掛鉤用電和竊電等提供基礎(chǔ)。兩相分支線和入戶線在臺區(qū)改造設(shè)計期間并沒有相應(yīng)的規(guī)劃，改造施工過程中也存在隨意接入的現(xiàn)象;2）管理方面的問題。供電部門的日常配電臺區(qū)管理工作中，對于配電變壓器的三相負(fù)荷不平衡管理工作重視度并不足，管理部門大多數(shù)都是以無專人管理的模式為主，經(jīng)常會出現(xiàn)無人管理的現(xiàn)象，配電太區(qū)域沒有相應(yīng)的負(fù)荷分配計劃，運行管理工作中缺少考核管理功措施，運行維護(hù)人員的管理工作存在盲目、隨意以及被動等特性，導(dǎo)致配電變壓器長期處于一個三相不平衡的現(xiàn)象。另外，配電臺區(qū)的負(fù)責(zé)人對于下去調(diào)查用戶負(fù)荷變化工作不重視、不認(rèn)真、不全面也是導(dǎo)致三相負(fù)荷不平衡的關(guān)鍵;3）認(rèn)識不到位。管理部門的配電人員普遍存在理論知識欠缺的現(xiàn)象，對于三相負(fù)荷的重視度也并不高，對于三相負(fù)荷的平衡供電認(rèn)知存在偏差，業(yè)務(wù)擴展時普遍是以三相四線的中間兩相為主，部分臺區(qū)管理人員還出現(xiàn)錯誤的將電力供應(yīng)緊缺時期的方式應(yīng)用到當(dāng)下，也就是采用雙相甚至是單相供電，將三相四線制的供電線路當(dāng)做是單相或者是雙相供電線路，下去當(dāng)中的用電荷載較大的區(qū)域，大功率電器的用戶并沒有獲得三相低壓線路的合理分配，從而導(dǎo)致三相負(fù)荷的不平衡問題發(fā)生。

2 配電變壓器三相負(fù)荷不平衡問題的解決措施

三相負(fù)荷不平衡的解決措施必須從管理和技術(shù)兩個層面上進(jìn)行處理。

2.1 管理措施

首先，需要積極構(gòu)建一個三相負(fù)荷不平衡的檢測制度與考核措施，促使管理人員可以有效的參與到三相負(fù)荷變化的檢測過程中，特別是對于每天用電高峰期，必須做好全天候的檢測。借助三相負(fù)荷的檢測措施，計算出三相負(fù)荷的具體偏差情況，同時按照檢測獲得的數(shù)據(jù)制定出具體的負(fù)荷調(diào)整管理計劃。三相負(fù)荷不平衡的發(fā)生會直接影響用電企業(yè)的經(jīng)濟效益與工作安全性，所以企業(yè)方面需要提高對于三相負(fù)荷不平衡的重視，并以三相負(fù)荷不平衡的發(fā)生作為日常考核工作的重點項目，以保障調(diào)整、檢測以及考核的閉環(huán)管理措施落實三相負(fù)荷不平衡相關(guān)管理任務(wù)。在配電管理工作中以專人專崗的方式確保三相負(fù)荷不平衡有責(zé)任人負(fù)責(zé)，并保障配電變壓器的運行相關(guān)資料的完整性;其次，強化基礎(chǔ)資料的管理。強化對于基礎(chǔ)資料的管理工作并盡可能減少單相的負(fù)荷接入隨意性現(xiàn)象。當(dāng)前來看，工作的核心是企業(yè)需要做好低壓網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)資料的管理，在工作中用戶負(fù)荷管理屬于比較薄弱的環(huán)節(jié)，此時會導(dǎo)致新增用戶負(fù)荷的隨意性接入，這也是導(dǎo)致三相負(fù)荷不平衡的主要因素。對此，在今后需要做好日常性的管理工作，進(jìn)一步強化三相負(fù)荷相關(guān)基礎(chǔ)資料的管理工作，并結(jié)合電網(wǎng)的實際運行情況，從根本上控制三相負(fù)荷不平衡問題的發(fā)生。

2.2 技術(shù)措施

首先，根據(jù)配電變壓器功率計算公式：P=3I2R，為了取得三相負(fù)載的平衡對稱，三組單相接戶線應(yīng)盡量由同一電桿上分別從A，B，C三相引下，而且三組單相接戶線的負(fù)載盡量平衡。運行班組定期測量三相接戶線的負(fù)載，檢查三相負(fù)載是否平衡，不平衡時應(yīng)及時調(diào)整。按有關(guān)規(guī)程規(guī)定，配電變壓器出口處的負(fù)荷電流不平衡度應(yīng)小于10%，中性線電流不超過低壓側(cè)額定電流的25%，低壓主干線和主要分之線的首端電流不平衡度應(yīng)小于20%。降低單相接戶線長度和戶數(shù)。超過時，應(yīng)從新架設(shè)三相四線制線路。需要進(jìn)一步完善配電網(wǎng)絡(luò)，以降低兩線制并提升四線制為原則，以便于在三相負(fù)荷不平衡發(fā)生的情況下實現(xiàn)負(fù)荷的調(diào)整。同時在平常管理工作中，并通過受三相負(fù)荷平衡度的限制管理措施，規(guī)避隨意性的負(fù)荷接入問題;其次，按照三相負(fù)荷的具體情況做好每天高峰期的判斷，以三相負(fù)荷基礎(chǔ)平衡為目標(biāo)，在條件運行的情況下需要及時安裝配電監(jiān)測系統(tǒng)和遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，以保障三相負(fù)荷可以得到實時性的檢測;再次，提升中性線的導(dǎo)線截面。在規(guī)劃和建設(shè)配電網(wǎng)絡(luò)的同時，需要確保中心線和其他相線的導(dǎo)線面積保持一致性，同時盡可能降低損耗問題的發(fā)生，及時消除事故隱患問題;最后，在配電網(wǎng)運行過程中可能會導(dǎo)致接地點的增加，此時因為三相負(fù)荷的不平衡會導(dǎo)致中性點的偏移，此時應(yīng)當(dāng)盡可能減少這一問題，規(guī)避電壓下降的發(fā)生，從而達(dá)到設(shè)備的保護(hù)目標(biāo)。在具體工作中并沒有三相負(fù)荷的絕對負(fù)荷平衡，但是必須達(dá)到相對平衡，只有在強化三相負(fù)荷的檢測管理工作的同時，才可以更加早期的預(yù)防三相負(fù)荷不平衡，同時達(dá)到有效方式處理三相負(fù)荷不平衡，從而提升企業(yè)的綜合經(jīng)濟效益。

3 總結(jié)

綜上所述，配電變壓器三相負(fù)荷不平衡問題對于整個供電質(zhì)量會呈現(xiàn)出非常突出的影響。在今后，為了更好的降低配電變壓器的運行風(fēng)險問題，降低電網(wǎng)損耗，需要高度重視三相負(fù)荷不平衡這一問題，根據(jù)負(fù)荷不平衡的發(fā)生原因采取有效的應(yīng)對措施，盡可能降低變壓器的電能損耗問題，從而提高供電可靠水平。

參考文獻(xiàn)

[1]閆志強，雷霞，何建平，等.三相不平衡對配電變壓器帶負(fù)載能力的影響研究[J].電測與儀表，2017，55（8）：244-245.

[2]王春蘅，韓笑，羅維真.基于負(fù)荷預(yù)測的配電臺區(qū)三相不平衡治理研究[J].電氣技術(shù)，2019，31（9）：10-13.

[3]黃毅.基于綜合經(jīng)濟最優(yōu)數(shù)學(xué)模型的電力負(fù)荷三相不平衡的解決方案[J].物理通報，2018，14（1）：233-234.