三相電壓不平衡的區(qū)分判斷方法？怎麽解決？

引起三相電壓不平衡的原因有多種，如：單相接地、斷線諧振等，運行管理(lǐ)人員隻有将其正确區(qū)分開(kāi)來(lái)，才能(néng)快(kuài)速處理(lǐ)。

一、斷線故障

如果一相斷線但(dàn)未接地，或斷路器、隔離開(kāi)關一相未接通，電壓互感器保險絲熔斷均造成三相參數不對(duì)稱。上(shàng)一電壓等級線路一相斷線時(shí)，下(xià)一電壓等級的電壓表現(xiàn)爲三個相電壓都降低(dī)，其中一相較低(dī)，另兩相較高(gāo)但(dàn)二者電壓值接近。本級線路斷線時(shí)，斷線相電壓爲零，未斷線相電壓仍爲相電壓。

二、接地故障

當線路一相斷線并單相接地時(shí)，雖引起三相電壓不平衡，但(dàn)接地後電壓值不改變。單相接地分爲金(jīn)屬性接地和(hé)非金(jīn)屬性接地兩種。金(jīn)屬性接地，故障相電壓爲零或接近零，非故障相電壓升高(gāo)1.732倍，且持久不變；非金(jīn)屬性接地，接地相電壓不爲零而是降低(dī)爲某一數值，其他(tā)兩相升高(gāo)不到(dào)1.732倍。

三、諧振原因

随着工(gōng)業的飛(fēi)速發展，非線性電力負荷大(dà)量增加，某些(xiē)負荷不僅産生諧波，還引起供電電壓波動與閃變，甚至引起三相電壓不平衡。

1、諧振引起三相電壓不平衡有兩種:

一種是基頻諧振，特征類似于單相接地，即一相電壓降低(dī)，另兩相電壓升高(gāo)，查找故障原因時(shí)不易找到(dào)故障點，此時(shí)可檢查特殊用(yòng)戶，若不是接地原因，可能(néng)就是諧振引起的。

另一種是分頻諧振或高(gāo)頻諧振，特征是三相電壓同時(shí)升高(gāo)。

另外(wài)，還要注意，空(kōng)投母線切除部分線路或單相接地故障消失時(shí)，如出現(xiàn)接地信号，且一相、兩相或三相電壓超過線電壓，電壓表指針打到(dào)頭，并同時(shí)緩慢移動，或三相電壓輪流升高(gāo)超過線電壓，遇到(dào)這(zhè)種情況，一般均屬諧振引起。

2、三相不平衡的危害和(hé)影響:

（1）對(duì)變壓器的危害。

在生産、生活用(yòng)電中，三相負載不平衡時(shí)，使變壓器處于不對(duì)稱運行狀态。造成變壓器的損耗增大(dà)(包括空(kōng)載損耗和(hé)負載損耗)。根據變壓器運行規程規定，在運行中的變壓器中性線電流不得超過變壓器低(dī)壓側額定電流的25%。此外(wài)，三相負載不平衡運行會(huì)造成變壓器零序電流過大(dà)，局部金(jīn)屬件升溫增高(gāo)，甚至會(huì)導緻變壓器燒毀。

（2）對(duì)用(yòng)電設備的影響。

三相電壓不平衡的發生将導緻達到(dào)數倍電流不平衡的發生。誘導電動機中逆扭矩增加，從(cóng)而使電動機的溫度上(shàng)升，效率下(xià)降，能(néng)耗增加，發生震動，輸出虧耗等影響。各相之間的不平衡會(huì)導緻用(yòng)電設備使用(yòng)壽命縮短，加速設備部件更換頻率，增加設備維護的成本。斷路器允許電流的餘量減少，當負載變更或交替時(shí)容易發生超載、短路現(xiàn)象。中性線中流入過大(dà)的不平衡電流，導緻中性線增粗。

（3）對(duì)線損的影響。

三相四線制結線方式，當三相負荷平衡時(shí)線損最小(xiǎo)；當一相負荷重，兩相負荷輕的情況下(xià)線損增量較小(xiǎo)；當一相負荷重，一相負荷輕，而第三相的負荷爲平均負荷的情況下(xià)線損增量較大(dà)；當一相負荷輕，兩相負荷重的情況下(xià)線損增量最大(dà)。當三相負荷不平衡時(shí)，無論何種負荷分配情況，電流不平衡度越大(dà)，線損增量也(yě)越大(dà)。

3、三相不平衡的危害及解決辦法:

三相電壓或電流不平衡等因素産生的主要危害：

（1）旋轉電機在不對(duì)稱狀态下(xià)運行，會(huì)使轉子産生附加損耗及發熱，從(cóng)而引起電機整體或局部升溫，此外(wài)反向磁場産生附加力矩會(huì)使電機出現(xiàn)振動。對(duì)發電機而言，在定子中還會(huì)形成一系列高(gāo)次諧波。

（2）引起以負序分量爲啓動元件的多種保護發生誤動作(zuò)，直接威脅電網運行。

（3）不平衡電壓使矽整流設備出現(xiàn)非特征性諧波。

（4）對(duì)發電機、變壓器而言，當三相負荷不平衡時(shí)，如控制最大(dà)相電流爲額定值，則其餘兩相就不能(néng)滿載，因而設備利用(yòng)率下(xià)降，反之如要維持額定容量，将會(huì)造成負荷較大(dà)的一相過負荷，而且還會(huì)出現(xiàn)磁路不平衡緻使波形畸變，設備附加損耗增加等。

4、由不對(duì)稱負荷引起的電網三相電壓不平衡可以采取的解決辦法:

（1）将不對(duì)稱負荷分散接在不同的供電點，以減少集中連接造成不平衡度嚴重超标的問題。

（2）使用(yòng)交叉換相等辦法使不對(duì)稱負荷合理(lǐ)分配到(dào)各相，盡量使其平衡化。

（3）加大(dà)負荷接入點的短路容量，如改變網絡或提高(gāo)供電電壓級别提高(gāo)系統承受不平衡負荷的能(néng)力。

5、解決三相負荷不平衡的幾點措施:

（1）重視(shì)低(dī)壓配電網的規劃工(gōng)作(zuò)，加強與地方政府規劃等部門(mén)的工(gōng)作(zuò)溝通,避免配電網建設無序,尤其避免在低(dī)壓配電網中出現(xiàn)頭痛醫(yī)頭,腳痛醫(yī)腳的局面,在配電網建設和(hé)改造當中對(duì)低(dī)壓台區(qū)進行合理(lǐ)的分區(qū)分片供電，配變布點盡量接近負荷中心，避免扇型供電和(hé)迂回供電，配電網絡的建設要遵循“小(xiǎo)容量、多布點、短半徑”的配變選址原則。

（2）在對(duì)采用(yòng)低(dī)壓三相四線制供電的地區(qū)，要積極争取對(duì)有條件的配電台區(qū)采用(yòng)3芯或者4芯電纜或者用(yòng)低(dī)壓集束導線供電至用(yòng)戶端，這(zhè)樣可以在低(dī)壓線路施工(gōng)中最大(dà)程度的避免三相負荷出現(xiàn)偏相的出現(xiàn)，同時(shí)要做好(hǎo)低(dī)壓裝表工(gōng)作(zuò)，單相電表在A、B、C三相的分布盡量均勻，避免出現(xiàn)單相電隻挂接在一相或者兩相上(shàng)，在線路末端造成負荷偏相。

（3）在低(dī)壓配電網零線采用(yòng)多點接地，降低(dī)零線電能(néng)損耗。目前由于三相負荷的分布不平衡，導緻了(le)零線出現(xiàn)電流，按照規程要求零線電流不得超過相線電流的25%，在實際運行當中，由于零線導線截面較細，電阻值較相同長度的相線大(dà)，零線電流過大(dà)在導線上(shàng)也(yě)會(huì)造成一定比例的電能(néng)損耗，所以建議(yì)在低(dī)壓配電網公用(yòng)主零線采用(yòng)多點接地，降低(dī)零線電能(néng)損耗，避免因爲負荷不平衡出現(xiàn)的零線電流産生的電壓嚴重危及人身安全，而且通過多點接地，減低(dī)了(le)因爲發熱等原因造成的零線斷股斷線，使得用(yòng)戶使用(yòng)的相電壓升高(gāo)，損壞家用(yòng)電器。此外(wài)對(duì)于零線損耗問題，在目前一般低(dī)壓電纜中，零線的截面爲相線的1/2，電阻值大(dà)造成了(le)在三相負荷不平衡時(shí)，零線損耗加大(dà)，爲此可以考慮到(dào)适當增大(dà)零線的導線截面，例如采用(yòng)五芯電纜，每相用(yòng)一個芯線而零線則用(yòng)兩個芯線。

（4）對(duì)單相負荷占較大(dà)比重的供電地區(qū)積極推廣單相變供電。目前在城(chéng)市居民小(xiǎo)區(qū)内大(dà)部分的負載電器是采用(yòng)單相電，由于線路負荷大(dà)多爲動力、照明(míng)混載，而電氣設備使用(yòng)的同時(shí)率較低(dī)，這(zhè)樣使得低(dī)壓三相負荷在實際運行中的不平衡的幅度更大(dà)。另外(wài)從(cóng)目前農(nóng)村的生活用(yòng)電情況看(kàn)，在很(hěn)多欠發達和(hé)不發達地區(qū)的農(nóng)村存在着人均用(yòng)電量小(xiǎo)，居住分散，供電線路長等問題，對(duì)這(zhè)些(xiē)地區(qū)可以考慮到(dào)對(duì)于用(yòng)戶較分散、用(yòng)電負荷主要以照明(míng)爲主、負荷不大(dà)的情況，采用(yòng)采用(yòng)單相變壓器供電的方式，以達減少損耗和(hé)建設資金(jīn)的目的。目前單相變壓器損耗比同容量三相變壓器減少15％～20％，有的廠(chǎng)家生産的單相變在低(dī)壓側可以引出380V和(hé)220V兩種電壓等級，同時(shí)在一些(xiē)地區(qū)也(yě)已開(kāi)展利用(yòng)多台單相變向三相負荷供電的試點，爲使用(yòng)單相變供電提供了(le)更加廣闊的空(kōng)間。

（5）積極開(kāi)展變壓器負荷實際測量和(hé)調整工(gōng)作(zuò)。配變的負荷實測工(gōng)作(zuò)看(kàn)似簡單，但(dàn)是在實際工(gōng)作(zuò)中有幾點需要注意，一是實測工(gōng)作(zuò)不能(néng)簡單地測量配變低(dī)壓側Ａ、B、C三相引出線的相電流，而且要測量零線上(shàng)的電流，或者是測量零線（排）對(duì)地電壓，從(cóng)而可以更好(hǎo)地比較出三相負荷的不平衡情況，二是實測工(gōng)作(zuò)要向低(dī)壓配電線路的末端和(hé)分支端延伸，這(zhè)樣可以進一步發現(xiàn)不平衡負荷的出現(xiàn)地點，确定調荷點，三是負荷實測工(gōng)作(zuò)既要定期開(kāi)展也(yě)要不定期開(kāi)展，尤其是在大(dà)的用(yòng)戶負荷投運和(hé)在高(gāo)峰負荷期間，要增加實測的次數，通過及時(shí)的測量配變低(dī)壓出線和(hé)接近用(yòng)戶端的低(dī)壓線路電流，便于準确地了(le)解設備的運行情況，做好(hǎo)負荷的均衡合理(lǐ)分配。