配电变压器负荷不平衡对系统的影响

孔卫东

近年来，配电变压器负荷不平衡已经逐渐成为一个人们为之困扰的问题，因为它直接关系到人们的日常生活。虽然在低压线路改造这方面人们已经做出了努力和进步，但是，由于对负荷不平衡的忽略或者说不够重视，导致它已经产生了相当的危害和威胁。对于变压器负荷不平衡对系统产生的影响，我们不得不加以重视，并分析其原因，进一步找出解决方案。

1.负荷不平衡带来的危害

线损增加。线损增加体现在两个方面。第一个是变压器的损耗。空载损耗以及负载损耗是配电变压器损耗的两个组成部分。空载损耗与配电变压器的运行电压有关系，运行电压的变化会带来空载损耗的变化。在通常情况下，配电电压器的运行电压基本上没有什么变化，也就是说，对于空载损耗的影响不大。而负载损耗是与通过的电流呈一定的比例关系。准确的来说，负载损耗与通过电流的平方成正比。在输送容量相同的情况下，由于三相负荷的不平衡，导致了变压器的损耗增加。第二个方面是线路的损耗。大家都知道，在电流通过线路时，会产生功率的消耗。功率的消耗与变压器三相的不平衡有着密切的关系。不平衡度越大，功率的消耗就越大。线路的损耗也就越大。

变压器的利用率降低。变压器的出力是变压器利用率的衡量指标。变压器三相绕组的结构性能是相同的，按照正常情况来说，三相间的平衡可以保证变压器的出力达到最大，从而使得变压器的利用率最大。当三相的负荷不平衡时，每相的最大负荷值就有所不同。变压器会以能承受最大负荷的那个绕相所能承受的负荷为限。这样就降低了配电变压器的最大负荷值，在严重的情况下，如果变压器三相的负荷不平衡过大，使绕组的结构容易受到损坏。所以说，过载就会带来变压器被烧坏的后果。这使得变压器的利用率大大降低。

零序电流带来的威胁。当配电变压器的不平衡程度到达一定程度时，零序电流就很容易产生，零序电流通常集中在变压器的铁心中，随后会产生零序磁通。零序磁通会在变压器的相关结构下构成通路。构成通路以后便带来了麻烦。因为，变压器的这些结构在设置时并没有考虑导磁这些因素。由于零序磁通所带来的磁通量无法通到变压器外，只能在变压器的内部结构中造成危害，比如说造成磁滞和涡流损耗。该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http：//www.ems86.com总第539期2014年第07期-----转载须注名来源由此带来的后果是，通过线路所消耗的功率增加，于是变压器再次面临损耗的威胁，因为变压器的内部金属结构已经升高，变压器很有可能被烧坏。

电压的不平衡。电压的不平衡也是由三相负荷不平衡所导致。三相负荷不平衡时，每相通过的电流也就不一样，导致电压降就也不一样。通过电流大的，电压降就相应比较大，通过电流小的，电压降就相应的也就比较小。电压降就不一样造成每相的电压不用，这已经开始影响三相负荷的不平衡。变压器的出力已经变得不稳定，电能也在一个起伏的状态。换句话说，电能的质量也受到了影响。用户的照明生活肯定也受到了干扰。

输出功率降低，绕组温度升高。当变压器负荷不平衡导致电压输出不同以后，感应电动机中会产生逆序磁场。就字面上理解，逆序磁场肯定与正序旋转磁场相对应。逆序磁场有着一定的阻碍作用，但是，它无法完全消除正序旋转磁场的强大力量。换句话说，电动机在正，逆序旋转磁场的共同作用下做正序旋转运动。由于逆序旋转磁场的阻抗小，因此逆序旋转磁场的电流就比较大，电流增大以后，通过线路的功率就增加。电动机的输出功率会降低。每相的绕组温度就会升高，与前面所分析的内容一样，温度升高会带来变压器被烧坏的危险，容易出安全事故。

2配电变压器负荷不平衡对系统影响的原因分析

对三相负荷不平衡的重视不够。在比较早的时间里，大家潜意识里已经意识到三相负荷不平衡可能会带来的危害，但由于一味的在低线路改造方面做努力，忽略了负荷平衡的因素。管理人员没有按照规定去执行，在负荷平衡问题上缺乏监测的自觉性和审查力度。通常，它们普遍认为，只要线路没问题，电压能供应，不出安全事故，不影响用户的日常照明生活就可以了，没有重视负荷不平衡可能带来的潜在的危险，缺乏自觉性。

单向用电设备的增加。随着经济的发展，人们的生活水平逐渐提高。单相用电设备的普及程度以及使用频率也因此增加。单相用电设备通常是指一些功率比较大的电器。比如空调。这些设备有诸多优点。安全方便，节能环保，很受大部分家庭用户的喜爱。但是，这些电器的功率比较大，所以需要使用单相电源，这样更能满足这些设备的需求。但是，当单相电源承载的电量过大时，会造成对负荷不平衡的负面影响。也就是说，负荷不平衡的程度加大。

3.解决办法

对于基础资料的完善。对于任何事情，如果想解决好，必须先得有足够的了解。我们可以组织人专门针对用户各相的负荷情况做一个报表，便于分析。这个表需要及时的更新。比如新增的用户或者新的负荷数据。通过严格的检查，保证变压器的负荷平衡。

加强用电管理。管理人员在了解了负荷平衡的重要性后，就应该在这方面做出改革。管理人员要熟悉情况，对于负荷的调整与分配情况要有一定的把握与策略、

由于配电变压器的负荷不平衡问题已经成为一个困扰，因此对于它的探讨和解决方案的研究也就很有价值。这是一个长期并且很艰难的过程，我们必须要坚持下去，这对于变压器效率的提高和安全性的保障很有意义。我们要努力把它做好。

（作者单位：国网山东鄄城县供电公司）