1、本文格式為Word版，下載可任意編輯10kV配電變壓器三相電壓不平衡的危害及防治措施 10kV配電變壓器三相電壓不平衡產(chǎn)生的緣由分析：農(nóng)村電網(wǎng)10kV配電變壓器大多為D，yn11接線方式，可敏捷實(shí)現(xiàn)單相和三相供電。但三相電壓不平衡長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，簡(jiǎn)單造成配電變壓器中性線斷線，中性線斷線后，會(huì)影響大部分農(nóng)村用電設(shè)備的正常用電。良好的三相電壓除了振幅、頻率、諧波成分都符合標(biāo)準(zhǔn)之外，三相電壓的對(duì)稱(chēng)性也是重要的指標(biāo)之一。抱負(fù)的三相電壓是三相電壓的大小相等，任兩相之間的相位相差120°，假如三相電壓偏離了這兩個(gè)條件，我們就稱(chēng)為三相電壓不平衡?？h級(jí)供電企業(yè)不論在發(fā)電、輸電或配電的階段，均致力于維持三

2、相電壓的平衡，一般來(lái)說(shuō)，造成三相電壓不平衡的緣由可分為結(jié)構(gòu)性、功能性和故障性三種。1.結(jié)構(gòu)性因素結(jié)構(gòu)性因素（structural cause）是指配電線路阻抗的非對(duì)稱(chēng)。假如三相配電線路中的電流為平衡，但是三相線路的阻抗卻不相等，那么所產(chǎn)生的壓降也不相等，致使受電端的三相電壓產(chǎn)生不平衡。變壓器的連接方式有時(shí)也是造成阻抗不平衡的緣由。另一個(gè)由變壓器所引起的電壓不平衡為三相變壓器的激磁電流。鐵式三相變壓器（three-phase core-type transformer）的鐵芯為三個(gè)（three limbs）的磁路，由于各個(gè)磁路之長(zhǎng)度不完全相同，鐵芯的磁阻就不相等，致使各相之磁化電抗也不相等，因此

3、三相激磁電流就不平衡。假如變壓器的Y接端中性點(diǎn)未接地，變壓器的相電壓就會(huì)消失稍微的不平衡。2.功能性因素功能性因素（functional cause）是指三相傳輸?shù)挠行Ъ盁o(wú)效功率不平衡，簡(jiǎn)潔地說(shuō)，就是負(fù)載的不平衡。供電所在安排單相負(fù)載時(shí)，雖然盡可能的將負(fù)載勻稱(chēng)的安排在各相上，但是即使負(fù)載的安排是三相完全相等，也不能保證全部的單相 負(fù)載都在同一時(shí)間消耗相等的功率。在工業(yè)用電方面，大型的單相設(shè)備，如單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、電弧爐等，是造成電壓不平衡的重要緣由。3.故障性因素故障性因素是指由電力系統(tǒng)元件故障所導(dǎo)致的電壓不平衡。引起電壓不平衡最常見(jiàn)的故障是三相功率不平衡造成電容器熔絲熔斷，使某一相線路

4、無(wú)法補(bǔ)償而電壓降低，有補(bǔ)償?shù)南嚯妷狠^高。單相設(shè)備過(guò)載、短路、接地故障等，也會(huì)引起嚴(yán)峻的電壓不平衡。一、10kV配電變壓器三相電壓不平衡的危害1.增加配電網(wǎng)損耗10kV配電變壓器電壓三相負(fù)載不平衡會(huì)導(dǎo)致變壓器消失損耗增加的現(xiàn)象。在正常運(yùn)行的狀況下變壓器的電壓是保持不變的，但是假如消失電壓三相不平衡的現(xiàn)象，電壓負(fù)載損耗就會(huì)隨著變壓器電壓負(fù)載的變化也產(chǎn)生著變化，并且會(huì)與負(fù)載電流的平方成正比。假如變壓器輸出的容量是相等的，那么電壓三相負(fù)載不平衡的現(xiàn)象就會(huì)導(dǎo)致變壓器有功損耗消失增加的狀況。2.降低變壓器出力在原先的設(shè)計(jì)中，變壓器繞組是以三相對(duì)稱(chēng)和平衡的狀況進(jìn)行運(yùn)行的，并且三相繞組的結(jié)構(gòu)性能是相同的，變壓

5、器最大允許出力受到每一相額定容量的影響。假如消失三相電壓負(fù)載不平衡的現(xiàn)象，那么其中負(fù)載比較輕的那一相就會(huì)消失富余容量，導(dǎo)致變壓器出力下降的現(xiàn)象，隨之變壓器備用容量就會(huì)降低，與此同時(shí)過(guò)載力量也隨之下降。3.導(dǎo)致三相電壓不平衡上文中已經(jīng)說(shuō)到變壓器繞組是以三相對(duì)稱(chēng)和平衡的狀況進(jìn)行運(yùn)行的，在電壓三相負(fù)載平衡的狀況下，三相電流是相同的，因而變壓器內(nèi)部電壓降低量也是相等的，所以變壓器輸出的電壓也是平衡的。但是假如電壓三相負(fù)載消失不平衡的現(xiàn)象，那么三相的電流就會(huì)不同，那么變壓器內(nèi)部電壓降低量也就會(huì)不相等，所最終導(dǎo)致變壓器輸出的電壓也是不平衡的。假如電壓三相負(fù)載消失特別不平衡的現(xiàn)象，那么就會(huì)消失很大的中性線電

6、流，由于中性線的抗阻壓降比較大，所以會(huì)導(dǎo)致中性點(diǎn)消失位移現(xiàn)象，最終導(dǎo)致電壓三相消失變化，從而導(dǎo)致電能質(zhì)量受到影響，電壓三相負(fù)載就無(wú)法進(jìn)行正常運(yùn)行。4.導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)效率下降10kV配電變壓器電壓三相負(fù)載不平衡會(huì)導(dǎo)致不平衡電壓的消失，不平衡電壓包括三個(gè)電壓重量，即正序、負(fù)序以及零序。當(dāng)電動(dòng)機(jī)通入不平衡電壓之后，負(fù)序電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就會(huì)與正序電動(dòng)勢(shì)相反，從而起到肯定的制動(dòng)的作用，但是由于負(fù)序磁場(chǎng)比正序磁場(chǎng)弱，所以電動(dòng)機(jī)在正序磁場(chǎng)進(jìn)行方向相同的旋轉(zhuǎn)。但是由于制動(dòng)現(xiàn)象的存在，就會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)輸出功率降低。5.三相負(fù)荷不平衡增加配電線路損耗電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的功率損耗與線路電流的平方成正比。在三相四線制供電

7、線路中，其功率損耗為：即Ia=Ib=Ic=I時(shí)，Qa+Qb+Qc=3I2R；在最大不平衡時(shí)，中性線電流為3I，功率損耗為Ia=3I，Ib=Ic=0時(shí)，Qa=（3I）2R=9I2R=3（3I2R）；所以在輸送相同容量的狀況下，變壓器電壓三相不平衡會(huì)導(dǎo)致線路損耗增加，從而導(dǎo)致不經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。不平衡時(shí)重負(fù)荷相電流過(guò)大（增為3倍），超載過(guò)多，可能造成繞組和變壓器油的過(guò)熱。繞組過(guò)熱，絕緣老化加快；變壓器油過(guò)熱，引起油質(zhì)劣化，快速降低變壓器的絕緣性能，削減變壓器壽命（溫度每上升8，使用年限將削減一半），甚至燒毀配電變壓器低壓繞組。同時(shí)，低壓電網(wǎng)中由于三相負(fù)載不對(duì)稱(chēng)和非線性負(fù)載產(chǎn)生3次諧波電流，可導(dǎo)致零線電流

8、達(dá)到相電流1倍甚至3倍，由于零線導(dǎo)線的截面通常選為相線的一半，這將導(dǎo)致零線嚴(yán)峻過(guò)熱，甚至引發(fā)火災(zāi)，或?qū)⒘憔€燒斷而造成農(nóng)村電氣設(shè)備燒壞事故。二、削減10kV配電變壓三相負(fù)荷不平衡的措施為了節(jié)省資金，降低設(shè)備的投資，最好的方法就是對(duì)配電變壓器進(jìn)行調(diào)整，從而盡可能的保證配電變壓器三相電壓的平衡。（1）為了保證變壓器三相負(fù)載的平衡，應(yīng)當(dāng)要求三組單相接戶線盡可能的從同一電桿上分別引出，并且要求三組單相接戶線的負(fù)載盡可能的保持平衡和對(duì)稱(chēng)。所以說(shuō)，只需要將每一相負(fù)荷用電比較均衡的安排到各相中，就可以實(shí)現(xiàn)三相負(fù)荷的平衡。但是我們必需知道將每一相負(fù)荷均衡的安排到三相中不僅僅是從表面上來(lái)看每一相接單相負(fù)荷總數(shù)的1

9、/3，還需要保證三相電能夠均衡的安排到用電負(fù)荷、漏電狀況在同一等級(jí)的用戶。（2）在日常運(yùn)行中，還需要做好定期測(cè)量和檢查工作，對(duì)三相用電戶的負(fù)載進(jìn)行測(cè)量，及早發(fā)覺(jué)三相負(fù)載的平衡狀況。假如在檢查中發(fā)覺(jué)，變壓器三相負(fù)載消失不平衡的現(xiàn)象，那么必需對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)時(shí)的調(diào)整，使其趨于平衡。（3）在農(nóng)村電網(wǎng)升級(jí)與改造中，農(nóng)村配電變壓器應(yīng)根據(jù)“小容量、密布點(diǎn)、短半徑”的原則建設(shè)與改造。變壓器應(yīng)靠近負(fù)荷中心布置，針對(duì)負(fù)荷較大和居民用戶不集中的村組，可設(shè)兩個(gè)及以上的配電變壓器臺(tái)區(qū)供電。配電變壓器應(yīng)選用S11型及以上的配電變壓器或非晶合金鐵芯配電變壓器，對(duì)于負(fù)荷波動(dòng)較大的地區(qū)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較落后可采納有載調(diào)容變壓器。配電變

10、壓器的低壓配電裝置應(yīng)安裝智能配電變壓器終端（TTU），可使配電臺(tái)區(qū)具有狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測(cè)、無(wú)功補(bǔ)償本地或遠(yuǎn)程掌握投切、剩余電流愛(ài)護(hù)監(jiān)測(cè)管理、三相電壓（電流）不平衡監(jiān)測(cè)、電量抄錄、遠(yuǎn)程通信、配電變壓器防盜等功能智能配電變壓器臺(tái)區(qū)。（4）還有一個(gè)解決變壓器電壓三相不平衡現(xiàn)象的措施就是對(duì)每一相接戶線的總長(zhǎng)度進(jìn)行降低，通常要求低于100m，每一相用電戶數(shù)不應(yīng)當(dāng)高于5戶，假如超過(guò)5戶，那么需要將 超過(guò)的戶從三相四線制線路上引出，但是假如距離三相四線 制線路比較遠(yuǎn)，那么應(yīng)當(dāng)重新架設(shè)一條三相四線制線路。（5）在三相四線制線路上都會(huì)配備電焊機(jī)，因而需要以電焊機(jī)的臺(tái)數(shù)為以及，對(duì)電焊機(jī)所接電源的相別進(jìn)行規(guī)定，并且 對(duì)其

11、使用的時(shí)間進(jìn)行合理的方案。三、案例分析某供電所配電臺(tái)區(qū)，某一天，一位農(nóng)村老人經(jīng)過(guò)該臺(tái)柱上配電變壓器時(shí)，可能是感覺(jué)疲憊，用一只手扶變壓器的電桿，不想正好摸到變壓器外殼接地線和變壓器中性線的接地線的引下線，隨后便倒在了電線桿上死亡。事故發(fā)生后，供電企業(yè)技術(shù)人員檢查分析發(fā)覺(jué)，柱上變壓器外殼接地線和中性點(diǎn)的接地線與接地體連接地固定螺栓被人偷去。此時(shí)，這個(gè)配變供電系統(tǒng)成為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，負(fù)荷不平衡時(shí)，中性線帶電。配電變壓器的外殼接地線和中性點(diǎn)的接地線在人體接觸時(shí)，一般不會(huì)發(fā)生觸電，由于人與接地點(diǎn)處于同一電位，一般不會(huì)產(chǎn)生接觸電壓。老人手摸接地線造成觸電，是由于接地線在靠近地面處的接地螺栓丟失，使接地引線和接地 體脫離