配电变压器三相负荷不平衡分析与解决措施

袁晓东

摘 要：隨着近些年配电网建设进度的不断加快，关于配电变压器的管理工作也显得越发的重要。配电变压器全年三相负荷不平衡时间相对比较长，尤其是对于新疆南部地区，用电设备主要是以农村耕地浇灌机井和农产品加工用电，而且季节性用电很明显。所以三相不平衡问题也比较突出。假设三相负荷存在分布不均匀特征，必然会导致不平衡电压的形成，从而导致功率损耗问题的提高，促使变压器的功率异常提升。配电变压器的三相不平衡运行是很难规避的，预防配电变压器三相不平衡的运行属于节能与提升电能质量水平的重要途径。对此，为了进一步推动配电变压器持续稳定可靠运行，本文简要分析配电变压器三相负荷不平衡分析与解决措施希望可以为相关工作者提供理论和实践帮助。

关键词：配电变压器;三相负荷;不平衡;解决措施

对于配电变压器而言，其属于电网的末端，同时也是整个配电网的重要设备，属于高效率的能源转换设备。在具体应用过程中，配电变压器的损耗也是整个系统之最。借助选择合理的配电变压器台区运行方式，并借助有效的用户荷载分配调节方式可以显著提升整个功率因素，并有效的降低配电网的配电变压器损耗问题，实现经济性、稳定性以及高效率性的运行。对此，探讨配电变压器三相负荷不平衡分析与解决措施具备显著实践性价值。

1 配电变压器三相负荷不平衡分析

在配电变压器理想运行基础上，三相负荷的三相四线低压供电系统当中，三相绕组当中的电流数值应当是相同的，根据ABC的顺序会呈现出一个120°的角，这一系统便是三相负荷平衡系统。我国低压配电网当中的配电变压器属于Y/Yno接线方式，并应用三相四线的接线方式，因为存在比较多的单相负载，特别是对于供电压力比较大的区域，单相用电的荷载相对于三相用电荷载而言要高出许多，此时便会导致配电变压器长期处于一个三相负荷不平衡的供电现象。配电变压器的三相负荷不平衡很容易导致变压器出现一相或两相绕组的负荷提升，此时其他两相或一相绕组出现轻载。在这一情况之下，配电变压器的三相负荷会引发过热现象，长期之后便会导致不平衡设备的增加，最终出现烧毁的现象。有统计数据显示，在我国比较偏远的地区，三相负荷不平衡而导致的设备烧毁在所有设备损坏原因中占比超过80%。

引发三相负荷不平衡的原因非常多，其主要在于下面几点：1）台区改造与规划设计不到位。导致负荷在三相分配不，其次施工时，施工人员图工作方便，把负荷接入中相，而不平衡分配。另一方面是用电负荷的合理分配，在改造工作中基本上不会重视三相负荷问题，三相四线的主线假设不到位、两相分支线路比较长，杆基长度过低以及农忙时节挂钩用电和窃电等提供基础。两相分支线和入户线在台区改造设计期间并没有相应的规划，改造施工过程中也存在随意接入的现象;2）管理方面的问题。供电部门的日常配电台区管理工作中，对于配电变压器的三相负荷不平衡管理工作重视度并不足，管理部门大多数都是以无专人管理的模式为主，经常会出现无人管理的现象，配电太区域没有相应的负荷分配计划，运行管理工作中缺少考核管理功措施，运行维护人员的管理工作存在盲目、随意以及被动等特性，导致配电变压器长期处于一个三相不平衡的现象。另外，配电台区的负责人对于下去调查用户负荷变化工作不重视、不认真、不全面也是导致三相负荷不平衡的关键;3）认识不到位。管理部门的配电人员普遍存在理论知识欠缺的现象，对于三相负荷的重视度也并不高，对于三相负荷的平衡供电认知存在偏差，业务扩展时普遍是以三相四线的中间两相为主，部分台区管理人员还出现错误的将电力供应紧缺时期的方式应用到当下，也就是采用双相甚至是单相供电，将三相四线制的供电线路当做是单相或者是双相供电线路，下去当中的用电荷载较大的区域，大功率电器的用户并没有获得三相低压线路的合理分配，从而导致三相负荷的不平衡问题发生。

2 配电变压器三相负荷不平衡问题的解决措施

三相负荷不平衡的解决措施必须从管理和技术两个层面上进行处理。

2.1 管理措施

首先，需要积极构建一个三相负荷不平衡的检测制度与考核措施，促使管理人员可以有效的参与到三相负荷变化的检测过程中，特别是对于每天用电高峰期，必须做好全天候的检测。借助三相负荷的检测措施，计算出三相负荷的具体偏差情况，同时按照检测获得的数据制定出具体的负荷调整管理计划。三相负荷不平衡的发生会直接影响用电企业的经济效益与工作安全性，所以企业方面需要提高对于三相负荷不平衡的重视，并以三相负荷不平衡的发生作为日常考核工作的重点项目，以保障调整、检测以及考核的闭环管理措施落实三相负荷不平衡相关管理任务。在配电管理工作中以专人专岗的方式确保三相负荷不平衡有责任人负责，并保障配电变压器的运行相关资料的完整性;其次，强化基础资料的管理。强化对于基础资料的管理工作并尽可能减少单相的负荷接入随意性现象。当前来看，工作的核心是企业需要做好低压网络基础资料的管理，在工作中用户负荷管理属于比较薄弱的环节，此时会导致新增用户负荷的随意性接入，这也是导致三相负荷不平衡的主要因素。对此，在今后需要做好日常性的管理工作，进一步强化三相负荷相关基础资料的管理工作，并结合电网的实际运行情况，从根本上控制三相负荷不平衡问题的发生。

2.2 技术措施

首先，根据配电变压器功率计算公式：P=3I2R，为了取得三相负载的平衡对称，三组单相接户线应尽量由同一电杆上分别从A，B，C三相引下，而且三组单相接户线的负载尽量平衡。运行班组定期测量三相接户线的负载，检查三相负载是否平衡，不平衡时应及时调整。按有关规程规定，配电变压器出口处的负荷电流不平衡度应小于10%，中性线电流不超过低压侧额定电流的25%，低压主干线和主要分之线的首端电流不平衡度应小于20%。降低单相接户线长度和户数。超过时，应从新架设三相四线制线路。需要进一步完善配电网络，以降低两线制并提升四线制为原则，以便于在三相负荷不平衡发生的情况下实现负荷的调整。同时在平常管理工作中，并通过受三相负荷平衡度的限制管理措施，规避随意性的负荷接入问题;其次，按照三相负荷的具体情况做好每天高峰期的判断，以三相负荷基础平衡为目标，在条件运行的情况下需要及时安装配电监测系统和远程抄表系统，以保障三相负荷可以得到实时性的检测;再次，提升中性线的导线截面。在规划和建设配电网络的同时，需要确保中心线和其他相线的导线面积保持一致性，同时尽可能降低损耗问题的发生，及时消除事故隐患问题;最后，在配电网运行过程中可能会导致接地点的增加，此时因为三相负荷的不平衡会导致中性点的偏移，此时应当尽可能减少这一问题，规避电压下降的发生，从而达到设备的保护目标。在具体工作中并没有三相负荷的绝对负荷平衡，但是必须达到相对平衡，只有在强化三相负荷的检测管理工作的同时，才可以更加早期的预防三相负荷不平衡，同时达到有效方式处理三相负荷不平衡，从而提升企业的综合经济效益。

3 总结

综上所述，配电变压器三相负荷不平衡问题对于整个供电质量会呈现出非常突出的影响。在今后，为了更好的降低配电变压器的运行风险问题，降低电网损耗，需要高度重视三相负荷不平衡这一问题，根据负荷不平衡的发生原因采取有效的应对措施，尽可能降低变压器的电能损耗问题，从而提高供电可靠水平。

参考文献

[1]闫志强，雷霞，何建平，等.三相不平衡对配电变压器带负载能力的影响研究[J].电测与仪表，2017，55（8）：244-245.

[2]王春蘅，韩笑，罗维真.基于负荷预测的配电台区三相不平衡治理研究[J].电气技术，2019，31（9）：10-13.

[3]黄毅.基于综合经济最优数学模型的电力负荷三相不平衡的解决方案[J].物理通报，2018，14（1）：233-234.