變壓器負荷失衡有哪些危害？解決措施看這里

2021年12月1日 14:13
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導讀

本文分析了配電變壓器三相負荷不平衡的危害、產生的原因，并提出解決不平衡的措施。


一

配電變壓器三相負荷不平衡的危害

1.線損增加：配電變壓器的負載損耗隨變壓器的負載電流變化而變化，并與負載電流的平方成正比，在變壓器輸送相同容量的情況下，三相負荷不平衡，其有功損耗增大。

另外，導線上也將產生功率損耗。不平衡度越大，線路損耗就越大。

2.增加配電變壓器的電能損耗：配電變壓器是低壓電網的供電主設備，當其在三相負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載的不平衡度而變化的。

3.配變出力減少：配變設計時，其繞組結構是按負載平衡運行工況設計的，其繞組性能基本一致，各相額定容量相等。

配變的最大允許出力要受到每相額定容量的限制。假如當配變處于三相負載不平衡工況下運行，負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載的不平衡度有關。三相負載不平衡越大，配變出力減少越多。為此，配變在三相負載不平衡時運行，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，即極易引發配變發熱，嚴重時甚至會造成配變燒損。

4.配變產生零序電流：配變在三相負載不平衡工況下運行，將產生零序電流，該電流將隨三相負載不平衡的程度而變化，不平衡度越大，則零序電流也越大。

零序電流通過鋼構件時，即要產生磁滯和渦流損耗，從而使配變的鋼構件局部溫度升高發熱，繞組絕緣因過熱而加快老化，導致設備壽命降低。

5.影響用電設備的安全運行：配變是根據三相負載平衡運行工況設計的，其每相繞組的電阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。

當配變在三相負載平衡時運行，其三相電流基本相等，配變內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。

假如配變在三相負載不平衡時運行，其各相輸出電流就不相等，其配變內部三相壓降就不相等，這必將導致配變輸出電壓三相不平衡。

同時，配變在三相負載不平衡時運行，三相輸出電流不一樣，而中性線就會有電流通過。因而使中性線產生阻抗壓降，從而導致中性點漂移，致使各相相電壓發生變化，嚴重危及用電設備的安全運行。

變壓器負荷失衡有哪些危害？解決措施看這里的圖1

6.電動機效率降低：配變在三相負載不平衡工況下運行，將引起輸出電壓三相不平衡。當這種不平衡的電壓輸入電動機后，負序電壓產生旋轉磁場與正序電壓產生的旋轉磁場相反，起到制動作用。

但由于正序磁場比負序磁場要強得多，電動機仍按正序磁場方向轉動。而由于負序磁場的制動作用，必將引起電動機輸出功率減少，從而導致電動機效率降低。
同時，電動機的溫升和無功損耗，也將隨三相電壓的不平衡度而增大。所以電動機在三相電壓不平衡狀況下運行，是非常不經濟和不安全的。

二

造成三相負荷不平衡的原因

（1）對三相負荷平衡的重要性認識不夠。管理人員在管理上沒有嚴格按規程規定去做，更沒有按考核要求執行。

（2）單相用電設備的大量存在。近年來大量的中高檔、大功率單相電器已經進入尋常百姓家。在單相負載用電量極大增長的情況下，加上同時使用的幾率不一致，可能使低壓電網的三相負荷不平衡度加大。

（3）由于管理人員對臺區的三相負荷變化規律和分配的情況不熟悉，造成在新增單相用戶用電申請時，特別是大的單相設備在分配時不能按三相負荷平衡分配。

（4）臨時用電和季節性用電量增大，如夏季、冬季、節假日期間，各用戶用電量增加幅度不一致，造成三相負荷不平衡。

三

改善措施 

1.由不對稱負荷引起的電網三相電壓不平衡可以采取的解決辦法：

（1）將不對稱負荷分散接在不同的供電點，以減少集中連接造成不平衡度嚴重超標的問題。

（2）使用交叉換相等辦法使不對稱負荷合理分配到各相，盡量使其平衡化。

（3）加大負荷接入點的短路容量，如改變網絡或提高供電電壓級別提高系統承受不平衡負荷的能力。

2.加強管理工作

（1）每年組織專人在繪制變壓器網絡圖和負荷分配圖，把各相上的用電戶數、電能表的型號等有關數據制定成方便易查的表格，并檢查有無遺漏或新增用戶，結合負荷變化情況，及時更新。

（2）給專人配備鉗形表，每月至少進行一次負荷測試，檢查三相負荷不平衡情況。

（3）針對臨時用電、季節性用電，要求管理人員必須熟悉用戶的基本情況、安裝地點、用電量的變化情況等，然后根據情況及時調整。

（4）新增單相設備申請用電，做好負荷的功率分配，盡可能均勻分配到三相電路上。

3.調整三相不平衡負荷，做到“四平衡”

“四平衡”既計量點平衡、各支路平衡、主干線平衡和變壓器低壓出口側平衡。

在這4個平衡當中，重點是計量點和各支路平衡，可把用戶平均用電量做為調整依據，把用電量大致相同的作為一類，分別均勻調整到三相上。

4.將三相線路同時引入負荷點

由于三相同時引入負荷點比單相引入負荷點時損耗明顯減少，為了取得三相負載的對稱，應將三相線路同時引入負荷點。

盡量擴大三相四線制的配電區域，減少單相供電干線長度。接戶線應盡量由同一電桿上分別從u、v、w三相引入.且三組單相接戶線的負載應盡量平衡。

5.合理設計電網改造方案

結合線路改造，為使改造后達到三相負荷平衡，必須合理設計電網改造方案。設計前要了解負荷變化規律和負荷分配的情況，進行現場勘察，掌握負荷分布情況，繪制負荷分配接線圖。

嚴格按三相負荷平衡的原則進行布線，盡量使三相四線深入到各重要負荷中心。

來源： 電力之窗


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