導(dǎo)讀
本文分析了配電變壓器三相負(fù)荷不平衡的危害、產(chǎn)生的原因,并提出解決不平衡的措施。
一 配電變壓器三相負(fù)荷不平衡的危害
1.線(xiàn)損增加:配電變壓器的負(fù)載損耗隨變壓器的負(fù)載電流變化而變化,并與負(fù)載電流的平方成正比,在變壓器輸送相同容量的情況下,三相負(fù)荷不平衡,其有功損耗增大。
另外,導(dǎo)線(xiàn)上也將產(chǎn)生功率損耗。不平衡度越大,線(xiàn)路損耗就越大。
2.增加配電變壓器的電能損耗:配電變壓器是低壓電網(wǎng)的供電主設(shè)備,當(dāng)其在三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行時(shí),將會(huì)造成配變損耗的增加。因?yàn)榕渥兊墓β蕮p耗是隨負(fù)載的不平衡度而變化的。
3.配變出力減少:配變?cè)O(shè)計(jì)時(shí),其繞組結(jié)構(gòu)是按負(fù)載平衡運(yùn)行工況設(shè)計(jì)的,其繞組性能基本一致,各相額定容量相等。
配變的最大允許出力要受到每相額定容量的限制。假如當(dāng)配變處于三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行,負(fù)載輕的一相就有富余容量,從而使配變的出力減少。
其出力減少程度與三相負(fù)載的不平衡度有關(guān)。三相負(fù)載不平衡越大,配變出力減少越多。為此,配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡時(shí)運(yùn)行,其輸出的容量就無(wú)法達(dá)到額定值,其備用容量亦相應(yīng)減少,過(guò)載能力也降低。
假如配變?cè)谶^(guò)載工況下運(yùn)行,即易引發(fā)配變發(fā)熱,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐膳渥儫龘p。
4.配變產(chǎn)生零序電流:配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡工況下運(yùn)行,將產(chǎn)生零序電流,該電流將隨三相負(fù)載不平衡的程度而變化,不平衡度越大,則零序電流也越大。
零序電流通過(guò)鋼構(gòu)件時(shí),即要產(chǎn)生磁滯和渦流損耗,從而使配變的鋼構(gòu)件局部溫度升高發(fā)熱,繞組絕緣因過(guò)熱而加快老化,導(dǎo)致設(shè)備壽命降低。
5.影響用電設(shè)備的安全運(yùn)行:配變是根據(jù)三相負(fù)載平衡運(yùn)行工況設(shè)計(jì)的,其每相繞組的電阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。
當(dāng)配變?cè)谌嘭?fù)載平衡時(shí)運(yùn)行,其三相電流基本相等,配變內(nèi)部每相壓降也基本相同,則配變輸出的三相電壓也是平衡的。
假如配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡時(shí)運(yùn)行,其各相輸出電流就不相等,其配變內(nèi)部三相壓降就不相等,這必將導(dǎo)致配變輸出電壓三相不平衡。
同時(shí),配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡時(shí)運(yùn)行,三相輸出電流不一樣,而中性線(xiàn)就會(huì)有電流通過(guò)。因而使中性線(xiàn)產(chǎn)生阻抗壓降,從而導(dǎo)致中性點(diǎn)漂移,致使各相相電壓發(fā)生變化,嚴(yán)重危及用電設(shè)備的安全運(yùn)行。
6.電動(dòng)機(jī)效率降低:配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡工況下運(yùn)行,將引起輸出電壓三相不平衡。當(dāng)這種不平衡的電壓輸入電動(dòng)機(jī)后,負(fù)序電壓產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與正序電壓產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相反,起到制動(dòng)作用。
但由于正序磁場(chǎng)比負(fù)序磁場(chǎng)要強(qiáng)得多,電動(dòng)機(jī)仍按正序磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。而由于負(fù)序磁場(chǎng)的制動(dòng)作用,必將引起電動(dòng)機(jī)輸出功率減少,從而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)效率降低。
同時(shí),電動(dòng)機(jī)的溫升和無(wú)功損耗,也將隨三相電壓的不平衡度而增大。所以電動(dòng)機(jī)在三相電壓不平衡狀況下運(yùn)行,是非常不經(jīng)濟(jì)和不安全的。
二 造成三相負(fù)荷不平衡的原因
(1)對(duì)三相負(fù)荷平衡的重要性認(rèn)識(shí)不夠。管理人員在管理上沒(méi)有嚴(yán)格按規(guī)程規(guī)定去做,更沒(méi)有按考核要求執(zhí)行。
(2)單相用電設(shè)備的大量存在。近年來(lái)大量的中高檔、大功率單相電器已經(jīng)進(jìn)入尋常百姓家。在單相負(fù)載用電量極大增長(zhǎng)的情況下,加上同時(shí)使用的幾率不一致,可能使低壓電網(wǎng)的三相負(fù)荷不平衡度加大。
(3)由于管理人員對(duì)臺(tái)區(qū)的三相負(fù)荷變化規(guī)律和分配的情況不熟悉,造成在新增單相用戶(hù)用電申請(qǐng)時(shí),特別是大的單相設(shè)備在分配時(shí)不能按三相負(fù)荷平衡分配。
(4)臨時(shí)用電和季節(jié)性用電量增大,如夏季、冬季、節(jié)假日期間,各用戶(hù)用電量增加幅度不一致,造成三相負(fù)荷不平衡。
三 改善措施
1.由不對(duì)稱(chēng)負(fù)荷引起的電網(wǎng)三相電壓不平衡可以采取的解決辦法:
(1)將不對(duì)稱(chēng)負(fù)荷分散接在不同的供電點(diǎn),以減少集中連接造成不平衡度嚴(yán)重超標(biāo)的問(wèn)題。
(2)使用交叉換相等辦法使不對(duì)稱(chēng)負(fù)荷合理分配到各相,盡量使其平衡化。
(3)加大負(fù)荷接入點(diǎn)的短路容量,如改變網(wǎng)絡(luò)或提高供電電壓級(jí)別提高系統(tǒng)承受不平衡負(fù)荷的能力。
2.加強(qiáng)管理工作
(1)每年組織專(zhuān)人在繪制變壓器網(wǎng)絡(luò)圖和負(fù)荷分配圖,把各相上的用電戶(hù)數(shù)、電能表的型號(hào)等有關(guān)數(shù)據(jù)制定成方便易查的表格,并檢查有無(wú)遺漏或新增用戶(hù),結(jié)合負(fù)荷變化情況,及時(shí)更新。
(2)給專(zhuān)人配備鉗形表,每月至少進(jìn)行一次負(fù)荷測(cè)試,檢查三相負(fù)荷不平衡情況。
(3)針對(duì)臨時(shí)用電、季節(jié)性用電,要求管理人員必須熟悉用戶(hù)的基本情況、安裝地點(diǎn)、用電量的變化情況等,然后根據(jù)情況及時(shí)調(diào)整。
(4)新增單相設(shè)備申請(qǐng)用電,做好負(fù)荷的功率分配,盡可能均勻分配到三相電路上。
3.調(diào)整三相不平衡負(fù)荷,做到“四平衡”
“四平衡”既計(jì)量點(diǎn)平衡、各支路平衡、主干線(xiàn)平衡和變壓器低壓出口側(cè)平衡。
在這4個(gè)平衡當(dāng)中,重點(diǎn)是計(jì)量點(diǎn)和各支路平衡,可把用戶(hù)平均用電量做為調(diào)整依據(jù),把用電量大致相同的作為一類(lèi),分別均勻調(diào)整到三相上。
4.將三相線(xiàn)路同時(shí)引入負(fù)荷點(diǎn)
由于三相同時(shí)引入負(fù)荷點(diǎn)比單相引入負(fù)荷點(diǎn)時(shí)損耗明顯減少,為了取得三相負(fù)載的對(duì)稱(chēng),應(yīng)將三相線(xiàn)路同時(shí)引入負(fù)荷點(diǎn)。
盡量擴(kuò)大三相四線(xiàn)制的配電區(qū)域,減少單相供電干線(xiàn)長(zhǎng)度。接戶(hù)線(xiàn)應(yīng)盡量由同一電桿上分別從u、v、w三相引入.且三組單相接戶(hù)線(xiàn)的負(fù)載應(yīng)盡量平衡。
5.合理設(shè)計(jì)電網(wǎng)改造方案
結(jié)合線(xiàn)路改造,為使改造后達(dá)到三相負(fù)荷平衡,必須合理設(shè)計(jì)電網(wǎng)改造方案。設(shè)計(jì)前要了解負(fù)荷變化規(guī)律和負(fù)荷分配的情況,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察,掌握負(fù)荷分布情況,繪制負(fù)荷分配接線(xiàn)圖。
嚴(yán)格按三相負(fù)荷平衡的原則進(jìn)行布線(xiàn),盡量使三相四線(xiàn)深入到各重要負(fù)荷中心。
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