浅析配变三相不平衡运行的危害及解决措施

茹金星

摘 要：配电变压器是连接配电线路与用户之间的桥梁，肩负着配送电能的重任，它是保证用户正常用电的基础。本文针对配变三相不平衡运行的危害，及其解决措施进行简要的分析研究，以盼能为此类问题的解决提供参考。

关键词：配电变压器；三相不平衡；配变监测计量系统

随着城乡经济的发展，用户负荷不断增加。大量的单相电器投入应用，此类现状下电网的负荷随之增大。难以避免对配电变压器造成冲击，最终造成配电变压器三相不平衡运行。

1 三相不平衡运行的危害

1.1 影响电能质量、危及安全

对电能质量的影响主要体现在由于中性点漂移引起三相电压不对称。当配电变压器在三相负荷不对称运行时，变压器次级线圈发生三相电流运行异常，异常现像导致中性线产生零序电流。此类现状下，使得三相电流电压对称性出现异常，三相电流中性点产生位移，这时将出现三相电压不对称的电能质量问题[ 1 ]。

当配电变压器长期处于不平衡运行时容易造成如下问题：1）低压相电用电户电器设备，因电压异常现象无法正常应用。高压相电用电户，电器设备则因电压变动存在设备烧坏的可能性。2）三相电流运行异常，造成中性线出现零序电流。零序电流的移动，导致中性线产生电流。最终造成中性线路熔断，相电压运行失效，转换为线电压。此类现状下，对于用电设备以及操作人员的人身安全，都造成了较大的危害。3）电流负荷较大区域，最终用电线路在供电的过程中，产生了大量的热能。热能现象使得用电线路绝缘性快速降低，最终造成人员触电等危害。4）三相电流不平衡运行时间加长，超负荷区域负载超限。最终造成相电导线熔断，电器设备烧毁。严重时可能造成变压器设备的爆炸等后果，严重影响电网的安全运行。

1.2 供电稳定性较差

三相电相较于两相电，其运行中产生的电流较大。对于三相運行的稳定性要求较高，因此一旦次级线圈出现零序电流，导致三相运行失衡。此类现状下，三相运行自行调整零序电流从配电变压器的导电部件通过。此类现象的持续，最终造成变压器导电部件发热，设备整体热量随之上升。变压器内部温度快速升高，最终产生恶性循环，导致变压器烧毁，最终影响了供电的稳定性。

1.3 增加变压器损耗

配电变压器在运行时会产生铁损和铜损，如上所述，當配电变压器处于三相不对称运行时， 其内部初级线圈未产生零序电流，但在次级线圈上产生了零序电流。此类现状下零序电流需进行对外传导，最终通过配电变压器油箱进行传导。此类现象长期出现，对于配电变压器的损耗较大[ 2 ]。最终造成较大铁损现象，并且在其持续的过程中，也同时增加了变压器内部的铜损。

1.4 增加输电线路损耗

电流流过导线会产生电能损耗，其损耗与电流平方成正比。当配电变压器三相不平衡运行，结果不仅引起相线损耗增加，而且使中性线有电流通过，也会产生损耗，增加了输电网的线路损耗。

1.5 导致配变出力减少

在配变设计时，其绕组结构是按负载平衡运行工况设计的，其绕组性能基本一致，各相额定容量相等。配变的最大允许出力要受到每相额定容量的限制[ 3 ]。

假如当配变处于三相负载不平衡工况下运行，负载轻的一相就有富余容量，从而使配变的出力减少。其出力减少程度与三相负载的不平衡度有关。三相负载不平衡越大，配变出力减少越多。

2 解决三相不平衡措施

2.1 调整三相负荷

通过配变监测计量系统，查询配变的三相电压、电流等数据，并以此分析三相不平衡的情况，制定出调整负荷的方案，可以在计划性停电时对配变进行三相负荷的调整。

2.2 加强新增负荷管理

1）首先，对于申请新增计量点的用户，供电所必须认真审查其用电性质、负荷大小及所属台区等基本情况，然后通过配变监测计量系统了解该配变的运行数据，结合配电变压器负载情况、三相不平衡度等方面分析判断能否增加用户所申请的负荷。2）对申请新增计量点的负荷超过10kVA 的用电客户，建议其采用三相四线供电方式，保证对配电变压器的三相不平衡度不产生影响。3）如用户申请满足要求，则依据相关原则制定用电负荷方案，明确新增计量点的所属相别，保证新增计量点后配电变压器的三相不平衡度满足规定。4）要求用户在变更用电业务时要及时与供电所联系，需要顾及到三相平衡的问题。

2.3 合理规划低压配电网

1）合理规划低压线路走向，合理选择配电变压器的安装地址，尽量做到分区分片供电，减少线路损耗。

2）合理选择中性线截面，对于一些残旧的台区，中性线截面一般偏小，这使中性线上电能损耗增大，应该加大中性线，减少中性线的电能损耗和避免烧断中性线。

3）严格规定A、B、C三相线路颜色分别为黄、绿、红。这有利于三相负荷的调整工作顺利进行，对部分未能按此标准进行的台区，应该对A、B、C三相作一个顺序规定，并记录在案，这有得于新增负荷的管理及三相负荷的调整，降低接错相序的可能性。

2.4 加强对配变的监测，形成闭环管理

加大配变监测终端的覆盖率，通过配变监测计量系统，及时查获配电变压器的三相电压、电流、有功功率、有功电量、负载率和不平衡度等实时数据，经过统计分析得到相应的结果，可以为三相不平衡的整改提供所需的数据，根据这些数据，可以及时做出整改措施[ 4 ]。也能够对调整以后的配电变压器运行状况时时刻刻进行跟踪监测，及时发现配电变压器运行过程中存在的问题并上报上级部门，形成闭环管理。

3 结语

因各种客观因素的存在，配电变压器运行时三相负荷没有绝对的三相平衡，所以，如何降低三相不平衡度是很重要的。通过各种渠道使配电变压器趋于三相平衡运行，提高供电可靠性的同时，也提高了供电企业的效益，因此，降低三相不平衡度，有着很重要的意义。

参考文献：

[1] 陈复忠.三相负荷不平衡对低压线损的影响[J].农村电工，2005，13（5）：36.

[2] 林志雄，陈岩，蔡金锭，等.低压配电网三相不平衡运行的影响及治理措施[J].电力科学与技术学报，2009，24（3）：63-67.

[3] 刘靖，刘明光，屈志坚，等.不同地形条件下架空配电线路的防雷分析[J].高电压技术，2011，37（4）：848-853.

[4] 刘刚，席禹，唐军，等.高压架空输电线路引雷对附近10kV架空配电线路雷击跳闸特性的影响[J].高电压技术，2014，40（3）：690-697.