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三相不平衡的原因以及危害

來源:希拓電氣(常州)有限公司    日期:2020-11-30    瀏覽量:載入中...

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元件、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(diǎn)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(diǎn)上的電動機(jī)也會造成不利的影響,危害電動機(jī)的正常運(yùn)行。


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(jìn)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(jìn)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(jìn)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。


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(yùn)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(yùn)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(yùn)行工況設(shè)計的,其繞組性能基本一致,各相額定容量相等。配變的最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(yùn)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(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。假如配變在過載工況下運(yùn)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(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)行中的配變?nèi)舸嬖诹阈螂娏?,則其鐵芯中將產(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(yùn)行
    配變是根據(jù)三相負(fù)載平衡運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(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,將嚴(yán)重危及用電設(shè)備的安全運(yùn)行。

6、電動機(jī)效率降低
    配變在三相負(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、零序三個電壓分量,當(dāng)這種不平衡的電壓輸入電動機(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,起到制動作用。但由于正序磁場比負(fù)序磁場要強(qiáng)得多,電動機(jī)仍按正序磁場方向轉(zhuǎn)動。
    而由于負(fù)序磁場的制動作用,必將引起電動機(jī)輸出功率減少,從而導(dǎo)致電動機(jī)效率降低。同時,電動機(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。

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