姚文武
摘要:電力在社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用,但電力系統(tǒng)三相不平衡將引起配電網線損的增加,影響電力系統(tǒng)的正常運行。筆者根據多年的工作經驗,總結了引起電力系統(tǒng)三相不平衡的原因,并提出了相應的解決方案。
關鍵詞:電力系統(tǒng) ?三相不平衡 ?解決措施
1 電力系統(tǒng)三相不平衡的原因
隨著我國電力行業(yè)的發(fā)展,用戶與電力企業(yè)之間的矛盾越發(fā)突出,用戶對于電能質量提出了更高的要求,其中三相不平衡對于電力系統(tǒng)的影響也成為大家關注的熱點。為提高電能質量,確保電力系統(tǒng)安全、可靠的運行,有必要采取措施,防范三相不平衡度超標過高對電力系統(tǒng)的嚴重傷害。
三相電氣系統(tǒng)如果三相電壓和電流具有相同的幅值、并且相位互相差120°,則被稱為平衡或對稱的系統(tǒng)。如果其中的一個或兩個條件不滿足,則稱為不對稱或不平衡的系統(tǒng)。電力系統(tǒng)調度人員在配電電網和用戶內部網路之間的PCC處提供一個三相平衡系統(tǒng)。
1.1 電力企業(yè)方面。電力企業(yè)對配電變壓器三相負荷不平衡的管理不夠重視,管理體制不健全,對于工作人員對配電變壓器的維護缺乏有效的考核辦法,三相負荷的管理帶有盲目性,從而使得很多配電變壓器在三相負荷極不平衡狀態(tài)下運行。電力企業(yè)的低壓電網結構薄弱,需進行徹底的改造。
1.2 用戶方面。三相四線制是常用的供電方式,從星形連接的三相繞組的中性點引出中性線,可以滿足人們生產、生活的需要,但是用戶在使用時往往只考慮配電線路的承載量,忽視三相負荷的合理分配,造成三相電流的不平衡。另外照明電器數量增多,大量家用電器進入家庭,大部分家用電器都是單相電源,造成單相負荷激增,加劇了電網的三相不平衡度。
2 三相不平衡造成的后果
2.1 對電動機的危害。理想的電力系統(tǒng)是三相對稱,負序、零序分量數值為零,電動機按照正序磁場方向運轉。當三相負載不平衡運行時,正序、負序、零序都存在著電壓分量,不平衡的電壓輸入電動機后,負序電壓也會產生磁場,與正序電壓的磁場旋轉方向相反,引起電動機輸出功率減少,導致電動機效率降低。
2.2 對變壓器的影響。三相負荷平衡是安全供電的基礎,變壓器是低壓電網的供電主設備。變壓器在運行過程中會產生功率損耗,正常情況下,變壓器運行電壓不變,耗損是一個衡量。如果變壓器在三相負荷不平衡的狀態(tài)下運行,各相之間輸出的定容量會有著不同,不平衡越大,導致輸出的容量就無法達到額定值,變壓器中性線電流超過變壓器低壓側額定電流的25%,低壓側會產生零序電流,零序電流產生的零序磁通不能被抵消,只能由配電變壓器的油箱壁及其它鋼鐵構件中通過,從而在油箱壁中發(fā)熱產生額外的鐵損從而引發(fā)變壓器發(fā)熱,甚至造成某相導線燒斷、開關燒壞、變壓器燒損的嚴重后果。
2.3 對用電設備的影響。目前我國低壓電網普遍采用三相四線制供電,三相之間負荷接近,電流也接近,這是三相平衡時的運行狀態(tài),當三相負荷不平衡時,有的電壓低,有的電壓高,一相或兩相畸重,中性線電流甚至超過最大相電流,增加電網線路損耗,降低電能質量,影響用戶供電,輕則帶來不便,重則造成較大的經濟損失。
3 解決措施
3.1 加強對三相負荷平衡度的管理。電力企業(yè)要重視對三相負荷平衡度的管理,健全管理制度,將降低三相負荷不平衡作為一項經濟指標來抓,確立考核指標和獎懲制度,對于有效維護三相負荷平衡度的優(yōu)秀員工給予獎勵,增加員工工作的積極性。對于結構薄弱,運行時間長的電網結構進行改造,詳細了解用戶的用電負荷并記錄下來,根據用戶的符合變化,及時做出調整,盡量合理的分配負荷。
3.2 不對稱負荷分散的供應,減少集中連接過多造成的不平衡度超標,重新排列或布置負載,使系統(tǒng)變得更加平衡。由于平衡的三相系統(tǒng)的總功率是恒定的,與時間無關,其平衡值不平衡的三相系統(tǒng)總功率波動,因此將不平衡的三相系統(tǒng)改造成一個均衡三相系統(tǒng)時,在平衡裝置中應該設有能夠暫時存儲電磁能量的電磁元件。為降低負序電流的影響,以避免在供電電壓上產生負序電壓降,需要一個低的內部系統(tǒng)阻抗。
3.3 建立完善的測量中性線電流的制度。由于對三相負荷不平衡的運行管理程度重視不夠,又未能及時監(jiān)測,導致三相負荷分配不均勻的問題經常發(fā)生。對于不同的變壓器采取不同的測量時段和方式。對于100kVA及以下的變壓器,三相電流及中性線,要在高峰負荷時段測量,測量的頻率應是每個月一次;對于200kVA及以下的配電變壓器,要在高峰和低估時段各測量一次,測量頻率為一月兩次,變壓器的負荷越大,檢測時間越短,而且要根據季節(jié)的變化,用戶量的增加不定期的檢測,要對各類負荷進行調查,做到心中有數,大致分析負荷的發(fā)展趨勢,對配變主線、支線負荷電流進行不定期測試,每次檢測要準確記錄檢測數據,及時發(fā)現(xiàn)不平衡超標情況,當發(fā)現(xiàn)不平衡度大于10%時,要及時進行調整。通過電力配變監(jiān)測系統(tǒng),可以獲得準確、實時的數據,為三相不平衡的整改提供所需的數據,避免給用電單位造成危害。
參考文獻:
[1]陳復忠.三相負荷不平衡對低壓線損的影響[J].農村電工, 2005(05).
[2]李心廣,賴聲禮,秦華標,徐向民.電網的無功及三相不平衡綜合補償研究[J].電網技術,2001(10).
[3]韓志強.三相不平衡度測量儀校準方法的研究[J].上海計量測試,2010(01).
[4]張立琴,賀潔.三相不平衡的危害及解決措施[J].技術與市場,2009(08).