供配电系统三相负荷不平衡调整开关及其应用

郭剑峰 杨瓅

摘 要：我国电力行业发展加快，用户对电力质量也随之增高，在经济比较发达的区域会因为不均匀的负荷分配和负荷性质不同，导致低压供电时系统负荷差异明显，这样所提供的电能质量不稳定。近年来，社会各界都把研究供配电系统三相负荷不平衡设置为重点课题，希望能够解决供电质量不稳定的问题。三相负荷不平衡调整开关可以对电网三相不平衡进行调整是非常有用且有效的。本文简单阐述了三相负荷不平衡的概念，并介绍了三相负荷不平衡调整开关及其应用。

关键词：供配电系统；三相负荷不平衡；调整开关；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.173

在我国的供电系统中分为单相、非线性、冲击性负荷。供配电系统中三相负荷系统的变化是不确定的，这就造成了三相负荷不平衡[1]。三相负荷不平衡会引发电压、电流不稳定，在供配电系统中出现负序电压、电流，直接让电路受损，供电质量变差。据相关研究表明，一般情况下三相负荷不平衡有百分之二到十的几率引发线路受损，三相负荷不平衡中接在轻负荷项的单相用户容易出现电压偏高，使电器使用寿命减少。为了保证用户使用电能的安全，让整个供配电系统的电路可以正常稳定运转，保持三相负荷平衡是基本条件。

1 三相负荷不平衡的影响

高压线路常见的故障即为过流故障，引发过流故障的根本原因是电流过大。电流过大极可能是由于低压电网三相负荷不平衡引起的，进而引发高压线路过流跳闸，出现停电，而且供电系统的开关频繁跳闸也会减少使用时间。

一些供电网络是三相四线制，电流通过线路时，必然有阻抗消耗产生的电能，损耗的电能与通过的电流平方成正比[2]。当有单相负载时，也容易引发三相负载不平衡，这样中性线通过电流，产生了中性线和相线损耗。

供电系统中的配电变压器是基本设备，是能够产生配电损耗的设备，如果其运行环境是三相负荷不平衡，会增大配电损耗。配变设计的绕组结构是根据负载平衡设计的，这样绕组性能一致，三相额定容量相等。但是当三相负载不平衡时，负载轻的一项就有富余容量，这样配变的出力降低，同时也会出现零序电流。三相负荷不平衡情况越大，零序电流也会越大，零序电流也加大了配变的损失和消耗。

三相负荷不平衡会导致电流不平衡，导致电动机温度上升，效率减小，能耗增大，输出亏损。三相负荷不平衡对使设备使用时间减少，设备各零件部件频繁更换，设备维修成本增大。

2 调整三相负荷不平衡的传统方法

供电系统要完善关于三相负荷平衡的管理制度，并对此重视起来，这可以作为考核指标，根据考核的结果制定惩处措施，确定具体的奖励和处罚细节[3]。对于能有效维持三相负荷平衡的工作人员以经济奖励，这样可以提高工作人员的积极性。对于运行时间长的电力系统进行改造，了解用户的用电情况，根据用户需求来做出调整，合理的分配负荷。不对称负荷分散供应，将造成不平衡度超标的连接减少，重新排列或者布置负载，这就让系统更加平衡。对三相负荷不平衡的管理重视不够，就会导致三相负荷不平衡的频繁发生，所以要重视监测。对不同的变压器使用不同的测量方式并且测量时段也要调整。三相电流和中性线要在高峰和低谷时段各测一次，变压器负荷越大，测量时间越短，以便及时发现负荷不平衡，当负荷不平衡大于百分之十时，要及时调整。

3 三相負荷不平衡开关

三相负荷不平衡调整开关可以简便快捷有效的对三相负荷不平衡进行监测和调整。三只熔断器进线端分别接在三相断路器出线的A/B/C三相上，三只RC1A型瓷插式熔断器出线端相互联接在一起，和中性线一起接入单相表箱的进线端，三只RC1A型瓷插式熔断器插头只连接一只，在换相时，不需要将整个配电台区线路停电，只将三相空气断路器断开，将连接的一只熔断器插头插入到相应相线的插座上后，恢复空气断路器到闭合送电状态[4]。为了保证操作人员在进行三相负荷切换时不会触及带电设备，该装置在三相空气断路器上加装了闭锁安全门，只有在三相空气断路器断开时，闭锁安全门才能打开，此时三只熔断器进线端已经停电，操作人员是在停电状态下进行三相负荷切换，确保了操作人员的安全。在三相负荷切换完成后，只有将闭锁安全门关上，三相空气断路器才能合上。

4 结语

三相负荷平衡是供配电系统稳定安全运行的重中之重，三相负荷不平衡可以引发或小或大的危害，小危害如减少线路和配电变压器的供电效率，大危害可能导致某相导线烧断、开关烧坏甚至配电线变压器烧坏等。三相负荷不平衡调整装置安装简单，对运转状态要求低，安装在台区线路的分支线上，可以根据各个时段的负荷情况随时调整三相负荷，调整方式灵活。调整一次分支线负荷的时间由以前的三个半小时缩短到现在的两分钟，既缩短了停电时间，又缩小了停电范围，同时减小了工作人员的工工作强度，提高了供电可靠性，保证了三相客户端电压平衡稳定。综上所述，通过三相负荷不平衡调整开关对电网三相平衡进行调整是一种成本低且有效的方式，具有极高的可行性。

参考文献：

[1]方恒福，盛万兴，王金丽等.配电台区三相负荷不平衡实时在线治理方法研究[J].中国电机工程学报，2015，5（10）：16-17.

[2]张志华，李金送，周捷等.低压三相负荷不平衡治理控制策略研究[J].电气自动化，2016，3（02）：32-33.

[3]王金丽，盛万兴，方恒福等.自适应负荷型配电变压器设计[J].电力系统自动化，2014，9（15）：44-45.

[4]王晴.三相负荷不平衡调整开关及其应用[J].农村电气化，2011，08（291）：5.

作者简介：郭剑峰（1974-），男，江西萍乡人，硕士，讲师，研究方向：电力系统自动化。