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浅谈三相不平衡为什么要治理

Thu Aug 22 15:08:18 CST 2019

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线路常遇到的故障有短路、断路和漏电，这几种故障虽然都是小故障，但也会对线路和设备造成一定的影响，不过有一种故障对线路和设备所造成的影响就很大了，它就是三相不平衡。遇到三相不平衡这个问题时不仅要及时治理和修复，最重要还是得提前预防，任由线路出现三相不平衡这种现象，对电气设备、线路、用户、供电企业都会产生不良影响。下面合景机电与大家浅谈三相不平衡为什么要治理。

为什么要治理三相不平衡？我们先来了解一下的三相不平衡的危害：

1、变压器处于负载不平衡运行时，某相电压处于满载，其余两相未满载，使变压器容量不能得到充分的利用，同时变压器长期处于负载不平衡运行时，造成其局部过热，降低其使用寿命；

2、供电线路处于三相不平衡系统中，负序电流会产生附加损耗，增大线路损耗和压降。另外还增大对通讯系统的干扰，影响正常通讯质量；

3、可能会造成继电保护误动作；

4、对于敏感性负荷可能会造成无法正常工作；

5、负序分量的产生，使电动机定子、转子的铜耗增加，电动机过热并导致绝缘老化加快。降低其运行寿命。

由此可见三相不平衡的危害是不能忽视的，因此三相不平衡一定要及时处理！下来就来谈谈为什么要治理三相不平衡。

一、对配电变压器的影响

1、三相负荷不平衡将增加变压器的损耗：变压器的损耗包括空载损耗和负荷损耗。正常情况下变压器运行电压基本不变，即空载损耗是一个恒量。而负荷损耗则随变压器运行负荷的变化而变化，且与负荷电流的平方成正比。当三相负荷不平衡运行时，变压器的负荷损耗可看成三只单相变压器的负荷损耗之和。

从数学定理中我们知道：假设a、b、c3个数都大于或等于零，那么a+b+c≥33√abc。当a=b=c时，代数和a+b+c取得最小值：a+b+c=33√abc。因此我们可以假设变压器的三相损耗分别为：Qa=Ia2R、Qb=Ib2R、Qc=Ic2R，式中Ia、Ib、Ic分别为变压器二次负荷相电流，R为变压器的相电阻。则变压器的损耗表达式如下：Qa+Qb+Qc≥33√[（Ia2R）（Ib2R）（Ic2R）]由此可知，变压器的在负荷不变的情况下，当Ia=Ib=Ic时，即三相负荷达到平衡时，变压器的损耗最小。

则变压器损耗：

当变压器三相平衡运行时，即Ia=Ib=Ic=I时，Qa+Qb+Qc=3I2R；

当变压器运行在最大不平衡时，即Ia=3I，Ib=Ic=0时，Qa=（3I）2R=9I2R=3（3I2R）；即最大不平衡时的变损是平衡时的3倍。

2、三相负荷不平衡可能造成烧毁变压器的严重后果：上述不平衡时重负荷相电流过大（增为3倍），超载过多，可能造成绕组和变压器油的过热。绕组过热，绝缘老化加快；变压器油过热，引起油质劣化，迅速降低变压器的绝缘性能，减少变压器寿命（温度每升高8℃，使用年限将减少一半），甚至烧毁绕组。

3、三相负荷不平衡运行会造成变压器零序电流过大，局部金属件温升增高：在三相负荷不平衡运行下的变压器，必然会产生零序电流，而变压器内部零序电流的存在，会在铁芯中产生零序磁通，这些零序磁通就会在变压器的油箱壁或其他金属构件中构成回路。但配电变压器设计时不考虑这些金属构件为导磁部件，则由此引起的磁滞和涡流损耗使这些部件发热，致使变压器局部金属件温度异常升高，严重时将导致变压器运行事故。

二、对高压线路的影响

1、增加高压线路损耗：低压侧三相负荷平衡时，6～10kV高压侧也平衡，设高压线路每相的电流为I，其功率损耗为：ΔP1=3I2R低压电网三相负荷不平衡将反映到高压侧，在最大不平衡时，高压对应相为1.5I，另外两相都为0.75I，功率损耗为：ΔP2=2（0.75I）2R+（1.5I）2R=3.375I2R=1.125（3I2R）；即高压线路上电能损耗增加12.5%。

2、增加高压线路跳闸次数、降低开关设备使用寿命：我们知道高压线路过流故障占相当比例，其原因是电流过大。低压电网三相负荷不平衡可能引起高压某相电流过大，从而引起高压线路过流跳闸停电，引发大面积停电事故，同时变电站的开关设备频繁跳闸将降低使用寿命。

三、对配电屏和低压线路的影响

1、三相负荷不平衡将增加线路损耗：三相四线制供电线路，把负荷平均分配到三相上，设每相的电流为I，中性线电流为零，其功率损耗为：ΔP1=3I2R在最大不平衡时，即某相为3I，另外两相为零，中性线电流也为3I，功率损耗为：ΔP2=2（3I）2R=18I2R=6（3I2R）；即最大不平衡时的电能损耗是平衡时的6倍，换句话说，若最大不平衡时每月损失1200kWh，则平衡时只损失200kWh，由此可知调整三相负荷的降损潜力。

2、三相负荷不平衡可能造成烧断线路、烧毁开关设备的严重后果：上述不平衡时重负荷相电流过大（增为3倍），超载过多。由于发热量Q=0.24I2Rt，电流增为3倍，则发热量增为9倍，可能造成该相导线温度直线上升，以致烧断。且由于中性线导线截面一般应是相线截面的50%，但在选择时，有的往往偏小，加上接头质量不好，使导线电阻增大。中性线烧断的几率更高。同理在配电屏上，造成开关重负荷相烧坏、接触器重负荷相烧坏，因而整机损坏等严重后果。

四、对供电企业的影响

供电企业直管到户，低压电网损耗大，将降低供电企业的经济效益，甚至造成供电企业亏损经营。农电工承包台区线损，线损高农电工奖金被扣发，甚至连工资也得不到，必然影响农电工情绪，轻则工作消极，重则为了得到钱违法犯罪。变压器烧毁、线路烧断、开关设备烧坏，一方面增大供电企业的供电成本，另一方面停电检修、购货更换造成长时间停电，少供电量，既降低供电企业的经济效益，又影响供电企业的声誉。

五、对用户的影响

三相负荷不平衡，一相或两相畸重，必将增大线路中的电压降，降低电能质量，影响用户的电器使用。变压器烧毁、线路烧断、开关设备烧坏，影响用户供电，轻则带来不便，重则造成较大的经济损失，如停电造成养殖的动植物死亡，或不能按合同供货被惩罚等。中性线烧断还可能造成用户大量低压电器被烧毁的事故。

关于为什么要治理三相不平衡就讲解到这里了，希望以上内容对你了解三相不平衡有所帮助。弱电工程安装、低压配电工程安装、中央空调安装找合景机电，合景机电是一家机电安装工程总承包公司，公司目前具有建筑机电安装工程专业承包2级和电子与智能化工程专业承包2级双资质，公司深耕机电安装领域十多年，具有对高等级轻工业厂房的水电和弱电系统规划设计、施工、运行、维护服务的整合承包能力；同时也具备对商业建筑和工业建筑进行消防施工和装修装饰，联系电话：4006020222/177-2239-7777/177-2238-3333

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