论低压配电台区三相负荷不平衡调整与治理

徐逸群

（国网六安市城郊供电公司，六安 237000）

三相负荷不平衡治理工作的开展，需要专业工具的支撑，需以“大方软件”为基础平台，收集配变台区低压用户资料，录入软件并分析配变台区三相负荷平衡度，实时调整，在线治理，降低三相负荷不平衡给台区电压质量、设备使用寿命及线路损耗带来的不利影响。

1 工作目标及工作思路

随着国家经济实力和科技水平的飞速发展，电力系统扮演了主要的保障角色，供电企业作为电力系统的重要组成部分，所担负的责任和义务日渐凸显。供电企业不仅负责电力的转换和配送，而且是电力营销枢纽，直接影响电力的安全和高质量供应、企业的经济效益。由于国有企业的定位以及电力的特殊性，一直以来普通消费者对于电力是一种商品的概念比较模糊，即使是企业员工，对于如何衡量企业盈利和亏损不得要领，其实从商品的角度出发，线损率直接反映供电企业的投入产出率，降低线路损耗占比，就是节约能源的直接体现。

选取典型台区，同时结合当地区实际情况，找准问题的关键所在，注重改善工作方法，因地制宜，多措并举，自上而下明确治理职责和分工。以多年电量数据为基础，将三相负荷不平衡引起的线损及低电压治理工作纳入常态管理，从源头梳理，不断总结农电营销及业扩报装工作流程存在的问题，完善业扩管理制度，深入分析、研究三相不平衡对线损及电压质量的影响程度，通过深化、细化农电日常管理，规范工作流程，逐步消除三相不平衡对线损及电压质量的影响。

2 三相不平衡定义及造成三相不平衡主要原因

三相电压不平衡国标GB15543-2008《电能质量三相电压不平衡》对电压不平衡的定义为：三相电压在幅值上不同或相位差不是120度，或兼而有之。并规定了常见的连接点电压不平衡度值的规定负序电压不平衡度值不超过2%，短时间不超过4%。在日常实践中，还经常遇到三相电流不平衡的概念，三相电流不平衡和三相电压不平衡基本相似，引入三相电流不平衡度来衡量不平衡程度大小。PMS2.0监控系统定义为：三相不平衡度=（最大相电流-最小相电流）/最大相电流*100%，根据上述定义，如果一个特定区域的三相不平衡度超过25%，负载率大于60%，持续时间超过2小时，就可以定为三相不平衡。

低压配电网在国内分布面广，结构复杂不一，负荷的类型也不尽相同。随着人民生活水平的不断提高，越来越多家庭使用大功率电器，且电器用电能耗不均匀，使用时间不规律，加上供电企业治理力度及管理方法的欠缺，致使三相负荷不平衡的现象日益突出，这严重影响线路的损耗、供电的质量和配电网的安全运营。一旦三相负荷分布不对称时，可能会导致旋转电机转子发热损坏、继电保护误动作、大负荷相设备过负荷等危害，还将加重配电网的线损，且配电网线损的加重程度有时会数倍于三相负荷对称分布时的台区线损。因此如何挖掘这部分的降损潜力，对于供电企业的高效运行、降低成本起着至关重要的作用。

引起配变台区三相负荷不平衡的原因有很多种，其中三相载荷分布不均匀是最常见的原因之一，这可以通过调整负载的分配方法来改善；而用电负荷随机变化无法预测和大功率负荷也是导致三相负荷不平衡的重要原因。居民用电以单相负荷为主，即使负载平均分布于A、B、C 三相，实际情况中很难保证三相所连接的电气设备在同一时间打开或关闭。市场上出现了更多种类的电力设备且其应用越来越广泛，人们或企业逐步使用大功率设备，在开启、关闭设备或者提高设备功率是没有一个行之有效的管理规定。当打开设备时，将会影响三相负荷平衡，当设备关闭时又影响实时的负荷平衡状态。此外，用户还可以根据自己的需要增加电力负荷，这种情况是无法控制的。所以，突然打开或关闭、增加不受控制的大功率设备是三相不平衡的重要原因之一。

3 三相不平衡治理主要实施方案

3.1 选取典型台区

3.1.1 不平衡度分析

在三相四线制供电系统中，配变台区三相负荷的平衡度是由该台区的供电半径、线路质量、用户的分布情况和用电量等综合因素决定的。通过用采系统数据分析模块及生产实时管控系统公变监测模块进行查看，对辖区内的台区三相负荷情况进行监测，再根据导线的直流电阻和高负荷时的有效截留量，计算出三相电流的不平衡度。

3.1.2 确定台区

根据台区的三相电流不平衡度以及多次理论线损计算结果，综合考虑选取设备基础较好的台区，此类台区供电半径较为合理，采集指标100%，管理较为完善，但实际线损率偏高。定期查看用采系统中相关电量数据，观察对比线损率升高时每日、每周用电高峰期及各时段的数据，对于发生三相不平衡的持续时间及发生频率进行详细记录，以便选取典型台区开展三相负荷不平衡整治。

3.2 数据收集

3.2.1 基础资料收集

基础参数：台区配表到各表箱用户之间每段导线的长度、型号、类型（三相四线、三相三线、单相二线），表箱名称、用户数量、用户名称、用户编号、电表类型等。根据台区用户明细，用核相仪逐户核实客户接入相别（A/B/C 相）。

3.2.2 台区拓扑结构建立

根据搜集的台区基础参数用软件绘制台区现有线路走向图，然后再根据现场收集的资料将表箱位置绘制出来，并将每个表箱的用户添加进去，建立台区拓扑模型。

3.2.3 运行数据录入收集用采系统电量数据，并整理导入到软件中，需要录入的数据有：台区首端日有功电量、日无功电量、24点电流、低压、供电时间、各用户日抄见电量，可批量导入。

3.3 理论分析

3.3.1 三相平衡优化计算

根据录入的各项数据，利用软件对选择的典型台区进行三相不平衡优化计算。

3.3.2 生成优化调整方案

生成优化调整方案，并对优化前后各项数据及线损率进行对比。

3.3.3 方案设计

设计单位根据软件生成的三相负荷优化调整方案编制初步设计方案，再由农网办、营销部、供电所、施工单位、设计单位多方参与，对设计方案进行集中评审。针对施工过程中可能遇到的问题，组织相关单位现场研讨，确定最终方案。

3.4 现场调整

3.4.1 三相平衡优化调整改造

按照最终设计方案，对台区内设备及线路进行改造：安装合适型号配变、双跌落保险、分相补偿仪、敷设绝缘低压线路、三相四线到表箱下火线、多表位表箱，实现各相负荷可调整，根据方案调整用户接入相别。

3.4.2 按图验收并核实相别

对照最终设计方案，利用核相仪逐一核相验收，并对表箱予以加封加锁。然后再次用软件绘制出改造后的台区拓扑模型，并对改造后的台区进行三相负荷平衡度及线损率的计算。

3.4.3 持续关注三相负荷平衡度及线损情况

利用用采系统线损模块及生产实时管控系统公变监测模块，实时观察改造后台区的三相负荷平衡度及线损变化情况，并按照时间顺序记录下来，将前后的数据进行分析比对。如果发现三相负荷再次出现不平衡时，立即分析原因，着手去现场开展相别调整。

3.5 增设对三相负荷的检测调整

3.5.1 定期检测

定期开设对三相负荷的检测工作也是必须的。在对三相负荷的合理分配以及控制后，供电部门应当开设周期性检测工作。

3.5.2 数据分析

电力的平衡是动态的，只能是尽力做到相对的相别平衡，在实际的检测工作中，各部门应当以国家和相关专业制定的平衡度衡量指标作为一个标准，对各相的负荷电流开展定期检测，将检测的结果进行专业的记录和分析，以便于及时发现问题并进行调整。

3.5.3 实时调整

当在检测过程中发现有安全隐患的设备，要及时的进行更换或者消缺。对于检测过程中未发现问题的部位，也应当提高警惕。在检测结束以后，实时整理和分析数据，实时反馈。

3.5.4 提前预防

这里的反馈主要是指根据检测结果推断出的三相调整需求，以及对于新技术在三相不平衡调整中运用的可能性预测。通过合理的检测和对检测结果的深入分析，可以在一定程度上避免不平衡现象的出现，增强供电可靠性，降低用电事故的发生几率。

4 工作成效

4.1 降低低压配电台区线路损耗

以工业园区线107桃裕台区作为典型治理对象，开展三相负荷不平衡治理。该台区改造前三相不平衡度0.43%，日线损率在10%以上。通过文中所述方法改造后，日均线损率降至5.98%。

4.2 提高电压质量，保障用户用电

经本次三相负荷不平衡治理改造后，该台区供电质量改善、供电能力提升、客户用电量增大、运维成本降低、服务质量提高，企业形象增强，社会效益显著。当地政府对城郊公司的三相负荷不平衡治理计划给予了高度的认可。

4.3 经济效益显著，有效长期发展

低压配电网三相不平衡的问题不仅会干扰其他设备的正常运行，而且容易导致设备故障，缩短电力设备的使用寿命，干扰正常的通信系统。

三相负荷不平衡问题不仅威胁着配电网的安全运行，也影响用户的正常用电质量和供电企业的经济效益。因此从根本上改进、解决低压配电网三相不平衡的问题是非常必要的，在此过程中进行不断的研究探索。无论是在前期的理论计算分析、现场三相负荷的分配调整，还是日常巡视管理以及后期的检测调整，每一个环节都需要尽力细致，并且不断总结改进，以此来更好的服务于低压配电网的发展需求。