农网配电台区三相负荷不平衡度优化算法

丛猛　魏佩瑜

摘 要：经济的飞速发展不仅使城市人民的生活水平直线上升，农村人民的生活水平随着经济的不断发展其质量也有着明显的提升。其中，提升尤为明显的当属农网配电。经济的发展措施农网进行了一定的改革，改革之后的农网促进了一些大功率电器进入农村，随着高中低档大功率入驻农村，单相负荷的不断激增，致使当前农村的单相负荷已经成为了电力负荷的主要难题之一。本文主要对农网配电台区三相不平衡调整的策略进行了一定的研究，本文主要可以分为三个部分，第一部分主要分析和研究了配电网三相不平衡的含义以及其危害；第二部分主要分析和研究了配电网三相不平衡的一些主要的调整策略；第三部分主要对配电网三相平衡的效益进行了分析。

关键词：三相不平衡；危害；调整；效益

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.127

1 配电网三相不平衡

1.1 三相不平衡

一个三相平衡电路的三相电压源必须是正弦波，且频率相同，幅度相同，相位互差120度；三相的负荷阻抗相同且均为线性阻抗，因此三相的电流都是正弦波，且频率相同，幅度相同，相位互差120度。

三相不平衡是指，在电力系统中的三相电流或者是三相电压的幅值不一样，且超过了规定的互差幅度范围，导致其电压电流发生的一些不平衡。

1.2 三相不平衡的危害

配电网的三相不平衡的危害是涉及到方方面面的，其主要的危害有以下几个方面：

第一，对配电变压器的影响。正常情况下，变压器的损害是包括空载损耗和负荷损耗两个部分的，若变压器运行的电压在一定时间内不发生改变或者变动的话，那么变压器的负荷损耗就是一种衡量；变压器的负荷损耗一般是根据变压器所担负的负荷值的变化而进行相应的变化的。由此可见，当发生三相不平衡时，变压器的负荷就可以看成是三只单相变压器的负荷损耗之和，由此可以得出，当三相不平衡最为严重的时候变压器的负荷相当于完全平衡时的三倍。

第二，对高压线的危害。三相不平衡对于高压线的电路主要包括两个方面的。一个方面是对于高压线的损耗变大。低压电网三相负荷不平衡时其相应的会反应到高压侧上，当三相不平衡最大时，高压会变成平时平衡时的1.5倍，其功率的损耗也比平时高百分之13左右，由此可见，三相不平衡会增加高压线的损耗；另一方面会增加高压线路跳闸的次数，从而降低开关设备的使用寿命。低电压下的三相不平衡会导致高压的电流增大，电流过大在一定程度上会导致高压线途径流跳闸，从而发生大面积的停电事故，严重影响各部门电的使用情况。过高频率的跳闸，在一定程度上会导致一些设备寿命的降低，因此可以看出，增加高压线的跳闸次数、降低设备的使用寿命是配电网三相不平衡对于高压线的又一危害。

第三，对低压线路的影响。三相严重不平衡不仅对高压线影响极大，对于低压线路的影响也是极大的。配电网下三相不平衡状况下对于低压线路的影响也是主要包括两个方面：一方面是增加线路的损耗。三相不平衡不仅会增加对高压线路的损耗，在一定程度上也会增加低压线路的损耗。三相四线制的低压配电网线路，其三相的负荷分布是相对均匀的，中线是设有电流的，因此当三相的不平衡到达最为严重的时候，其其他两相的电流则几乎为零，当其他两相的电流为零时，中线的电流则到达最大值，此时线路电能的损耗为平时正常情况下的6倍，由此可以看出，低压台区的三相不平衡调正会增加对低压线路的损耗；另一方面，三相的严重不平衡还极有可能会烧毁电路。当三相严重不平衡时，其单相由于负荷过重，由此可能会导致线路热量上升，从而导致其线路烧毁等现象的发生。此外，三相不平衡导致的线路烧毁主要体现在零线烧毁，而接触不良等现象的频发，在一定程度上也增加了线路烧毁的概率。

第四，对用户的影响。农网配电台区三相不平衡的情况对于用户的影响也是极大的。在三相不平衡的情况下，可能会导致一相或者两相的负荷过大，从而导致其中线的负荷降低，线路末端电压过低会在一定程度上降低供电的质量，供电质量的降低会很大程度上会影响用户用电的质量。由于当前农村的高中低档的大功率用电设备较多，供电质量的降低在一定程度上会造成起家用电器的使用不畅通，严重情况下甚至造成一定的经济损失。经济的发展使人们的生活与电的联系愈加密切，供电不稳对于农村居民的生活影响是巨大的。

2 配电网三相不平衡的主要调整策略

针对配电网三相不平衡的现状，其相应的调整策略主要有以下几个反面：

第一，进行相应的人工调整。配电网三相不平衡对于人们经济生活的影响是巨大的，对于当前三相不平衡的状况，进行相应的人工调整是其主要对策之一。进行相应的人工的三相管理和调整，在一定程度上可以规避三相不平衡的情况，虽然，对三相进行一定的人工调整的难度比较大，且其相应的作用范围比较小，但是在紧急情况下，通过一定的人工调整可以达到短时间内的三相平衡，从而避免对于高压线、低压线的损耗，保证用户用电的正常。

第二，进行一定程度的自动调整。自动调整相对于人工调整其实现的可能性大，且操作的难度系数也相对低于人工调整。农网配电台区的三相不平衡调整主要是通过单元表箱负荷的平均值来预估其表箱的数量和单位的，通过预估的数值来进行时间的调整和设置，使台区在用电低谷时能够自动进行三相的调整，从而降低了负荷调整对于供电的影响力度，在一定程度上保证了用户供电的可靠性。三相不平衡的自动调整策略相较于人工调整来说降低了人工成本费用和电容器的维护费用，在保证供电正常的情况下降低了资源的消耗，因此自动调整策略对于农网配电台区三相不平衡现象的调整有着至关重要的作用。

3 配电网三相平衡的意义

配电网三相平衡的意义是极大的，其主要体现在以下两个方面：

第一，降低台区资源消耗。通过对农网配电台区三相不平衡进行调整，在实现三相相对平衡的情况下可以减少对低压线路的损坏，降低对低压线路的损耗不仅可以为台区降低一定的直接经济的损耗，在一定程度上还可以降低对间接经济的损耗。当前经济的发展，不仅人们的社会生活与电紧密相连，其经济生活更是与电不可分割，因此，降低对低压线路的损耗在一定程度上能够降低停电状况的发生，从而降低对经济的损耗。

第二，减少对变压器的损耗。三相不平衡对于配电变压器的影响是极大的，因此，通过一定手段的调整实现三相平衡能够减少变压器的空载损耗和符合损耗，这样不仅可以降低实际的成本需求。从而建立健全更加完善的农网智能电网，为人们的生活提供更多的便利。

参考文献：

[1]张文斌，赵维，熊星，陈新和，薛超，王福润.基于三相负荷平衡控制的电网节能降损技术[J].农村电气化，2014（08）.