三相电流不平衡对低压配电网线损影响分析

三相电流不平衡对低压配电网线损影响分析

邓伟山

广东电网梅州平远供电局514600

摘要：低压配电网线损影响因素较多，三相电流不平衡是其中一项因素。本文对三相电流不平衡给低压配电网线损造成的影响进行分析，提出相关的预防措施，以供参考。

关键词：三相电流电网线损影响分析

众所周知，低压配电网线损往往消耗大量电能，给供电单位带来较大经济损失，因此，加强低压配电网线损研究，对采取针对性措施，促进三相电流平衡，降低线损具有重要的现实意义。

一、三相电流不平衡线损影响

三相电流不平衡引起的线损主要体现在变压器损耗以及输电线损耗两个方面。为实现节能目标，有必要对这两种损耗方式加以深入研究。

1.变压器损耗

三相电流不平衡时，配电变压器以Y/yno接线方式的结构为三铁心，其一次侧不存在零序电流，而二次侧则有零序电流，并均为励磁电流。一般情况下，形成的零序次电流在铁心无法闭合，只能借助油箱壁闭合，因在铁箱位置发热而产生铁损，使得变压器产生损耗。依据相关理论，当三相不平衡时变压器三相绕组的总损耗可用以下公式计算：P1=（I12+I22+I32）×R×10-3，其中I1、I2、I3分别为三相电流，R为变压器二次侧绕组电阻。那么三相平衡时各相绕组电流大小为（I1+I2+I3）/3，此时总损耗为P2=[（I1+I2+I3）/3]2×R×10-3。由此可计算出因三相电流不平衡造成的损耗为△P=P1-P2={[（I1-I2）2+（I2-I3）2+（I1-I3）2]/3}×R×10-3。

以某配电变压器为例，其零序电阻、零序电抗、绕组电阻分别为0.122Ω、0.174Ω、0.00849Ω。运行时测定电流分别为269A、235A、181A，经计算得知铁损为0.8kW。由上述公式进行计算变压器一年损耗电量高达7279kW·h。由此可见，三相电流不平衡导致变压器损耗较为严重，降低这部分损耗十分有必要。

2.输电线损耗

三相电流平衡条件下，I表示线路电流，R表示线路电阻，其运行过程中的有功损耗为P1=3I2R。I平表示平均负荷电流，I平=（I1+I2+I3）/3。三相不平衡度βφ=（Iφ-I平）/I平×100%。其中Iφ为每相电流的值。考虑到Iφ=I平（1+βφ），中线性电流

分析公式得出以下结论：三相电流对称时不会产生损耗；三相相角不对称（对称）、三相电流模值相等（不相等）时会产生损耗；当相角不对称、电流模值不等时产生的损耗最为严重。

二、改善三相电流不平衡措施

为改善三相电流不平衡现象，应注重从管理及技术角度入手，采取针对性措施。实践表明，采用以下措施可有效防止三相电流不平衡，减少线损情况的发生。

1.管理方面的措施

一方面，配电网建设、改造时应进行合理规划，尤其确保分区的合理性，将配变布点布置在负荷中心位置。配变选址时尤其应遵守“小容量、多布点、短半径”原则。而且还应做好数据采集与分析工作，实现对负荷的合理预测，确保负荷在三相上均匀分配。另一方面，做好配变设备维护工作，尤其对未安装配变检测仪器的区域应引起足够的重视，做好负荷电流的测量工作，一旦出现较为严重的负荷不平衡现象时，对线路负荷进行针对性调整，最大限度的实现三相负荷平衡。如安装有配变监测仪应注重三相电流变化情况的跟踪监视，出现不平衡现象时及时深入到现场进行调整。另外，确保中性线截面选取的合理性。通常情况下，为防止中性线电能损耗严重，或中性线烧断情况的出现，应保证中性线截面和相线截面相等或接近，而且还应防止将刀闸、开关、熔断器安装在中性线上。

2.技术方面的措施

根据三相电流不平衡状况实际，安装性能优良的三相不平衡调补装置。该装置的工作原理为：装置中安装若干电力电容器，每台电容器受三相不平衡控制器控制，可连接在零线和相线、相线与相线之间，既可进行星形接法电容全投，也可进行角形电容全投。通过改变电容器接入数量，实现对负荷系统电感的巧妙利用，达到补偿功率因数，实现不平衡有功电流调整的目的。另外，将消弧线圈阻尼电阻值换大，降低中性点的电流，以达到降低消弧线圈投入的不平衡电压。因此，实际工作中应结合配电网实际，进行充分的论证、分析，在合适位置安装三相不平衡调补装置，尤其应严格按照安装说明进行安装，确保装置作用的充分发挥。

三、结论

随着社会发展，配电规模越来越大，结构越来越复杂，线损带来的损失不断增加，尤其三相电流不平衡时常引起线损情况的发生，给供电单位造成较大经济损失。本文通过对三相电流不平衡得出以下结论：

（1）三相电流不平衡引起低压配电线损主要发生在变压器、输电线上。通过理论计算以及实践总结发现，三相电力不平衡导致的线损较为严重。

（2）为有效防止三相电流不平衡引起线损情况的出现，应注重从管理及技术角度入手采取针对性预防措施，降低三相电流不平衡发生率，最终避免电能的浪费，提高供电企业的经济效益，为其长远发展、稳步发展奠定坚实基础。

参考文献

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