不對稱三相負(fù)載

低壓電網(wǎng)三相負(fù)載不對稱的危害及消除措施（2009/6/313:34）1造成三相負(fù)載不對稱的原因正常情況下，各種單相負(fù)載（電燈、電扇、電視機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)等）連接在低壓電力網(wǎng)中，一般說來，三相負(fù)載是不會對稱的，這是因?yàn)樵谶B接時，三相負(fù)載的分配很難做到平衡；各個單相負(fù)載的開停時間不會做到同時；在使用中每一相負(fù)載的增長速度也不相同，另外還存在著電焊機(jī)負(fù)載問題。非正常情況下，三相負(fù)載不對稱尤為嚴(yán)重，其原因有配電變壓器高（低）壓側(cè)發(fā)生一相或兩相斷線或接地故障；配電變壓器分接開關(guān)接觸不良或高（低）壓側(cè)接頭、繞組故障；配電變壓器高（低）壓側(cè)一相或兩相熔斷器熔斷電動機(jī)繞組中有一相或兩相發(fā)生故障。2三相負(fù)載不對稱的最大限值2.1三相負(fù)載不對稱度的計(jì)算公式：b=Imax-Iarx100%（1）式中，b 不對稱度；Imax 三相電流中最大一相電流值；Iar 三相平均電流需要指出的是，有的書中關(guān)于三相負(fù)載不對稱度的計(jì)算公式和標(biāo)準(zhǔn)說法不一致，如：b=INx100%（2）式中，b——不對稱度；I一中性線中的電流值。顯然，式（2）是以中性線中的電流占三相平均電流的百分比來計(jì)算的，嚴(yán)格地講，三相負(fù)載對稱與否，應(yīng)該包括三相負(fù)載的阻抗值和阻抗角兩個內(nèi)容，反映在電流上就是三相電流的值和相位兩個內(nèi)容，不能取決于中性線中電流的有無，所以計(jì)算三相負(fù)載不對稱度用式（1）更為適宜。2.2在三相三線制系統(tǒng)中，一般要求異步電動機(jī)任一相電流與三相電流平均值的偏差不超過10%。2.3在三相四線制系統(tǒng)中，三相負(fù)載不對稱度在電源側(cè)不得大于10%，在負(fù)載側(cè)不得大于20%。2.4在DL/T572《電力變壓器運(yùn)行規(guī)程》中規(guī)定：接線組別Y-yno的配電變壓器中性線的不平衡電流不得超過配電變壓器額定電流的25%，這主要是從配電變壓器安全運(yùn)行的角度考慮的。3.1三相負(fù)載不對稱會使配電變壓器損耗增大，降低變壓器的出力。由于變壓器繞組結(jié)構(gòu)是按對稱運(yùn)行情況設(shè)計(jì)的，三相繞組結(jié)構(gòu)性能一致，其最大允許出力受每相額定容量的限制。當(dāng)不對稱運(yùn)行時，負(fù)載輕的相就有富裕容量，降低了變壓器的出力，變壓器的備用容量亦相應(yīng)減少，使變壓器的過載能力大大降低，運(yùn)行中如果變壓器短時產(chǎn)生過載就可能引起過熱以致燒壞。3.2三相負(fù)載不對稱會造成各相電壓不平衡。由于配電變壓器是按三相負(fù)載對稱運(yùn)行設(shè)計(jì)的，其每相繞組的電阻、漏抗和勵磁阻抗基本一致，三相負(fù)載對稱時，三相電流相等，變壓器的內(nèi)部壓降相同，其輸出的電壓是對稱的。當(dāng)三相負(fù)載不對稱時，各相電流不一致，每相在變壓器內(nèi)部的壓降就不相等，造成三相輸出電壓不對稱。當(dāng)變壓器三相負(fù)載很不平衡時，中性線電流較大，使中性線具有較大的阻抗壓降，中性點(diǎn)發(fā)生位移，各相電壓發(fā)生變化，當(dāng)A相負(fù)載為感性時，A相電壓變化最嚴(yán)重，B相次之，C相最??；當(dāng)A相負(fù)載為阻性負(fù)載時，B相電壓變化最為嚴(yán)重；當(dāng)中性線電流為額定電流的25%時，在感性負(fù)載的情況下，負(fù)載相的電壓變化率為8%，當(dāng)中性線電流為額定電流的50%時，負(fù)載相的電壓變化率達(dá)12%，而非負(fù)載相則不超過5%，這種電壓變化，使某相的電壓過高或過低，對電氣設(shè)備的運(yùn)行和安全極為不利。3.3三相負(fù)載不對稱使零序電流增大。三相負(fù)載不對稱運(yùn)行時產(chǎn)生零序電流，這個零序電流隨不對稱度的大小而變化，不對稱度越大零序電流越大。由于零序電流的存在，在變壓器鐵芯中產(chǎn)生零序磁通，而高壓側(cè)沒有零序電流，這就迫使零序磁通只能從變壓器的油箱壁及鋼結(jié)構(gòu)件中通過，這些鋼構(gòu)件在設(shè)計(jì)時并沒考慮導(dǎo)磁，所以磁滯和渦流損耗造成鋼構(gòu)件局部溫度升高，產(chǎn)生功率損耗。3.4三相負(fù)載不平衡會降低電動機(jī)的效率。由于變壓器三相負(fù)載不平衡引起的不平衡電壓，存在著正序、負(fù)序和零序三個電壓分量，當(dāng)輸入電動機(jī)以后，負(fù)序電動勢就產(chǎn)生與正序電動勢相反的旋轉(zhuǎn)磁場，起到制動作用。由于正序磁場比負(fù)序磁場大，電動機(jī)仍與正序磁場旋轉(zhuǎn)方向一致，但由于負(fù)序磁場的制動作用，使電動機(jī)的輸出功率減少，如果電動機(jī)的中性線接零，還將有零序電流通過，這個零序電流在繞組電阻上消耗電能，增加電動機(jī)的發(fā)熱量，同時這個零序電流還產(chǎn)生一個脈振磁場，消耗較大的無功功率。3.5三相負(fù)載不平衡，將使低壓線損增大。電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的功率損耗與線路電流的平方成正比，當(dāng)采用三相四線制線路供電時，其有功功率消耗為：式中，IA、IB、IC分別為每相電流；IO為中性線電流；R為每相導(dǎo)線的電阻值。當(dāng)三相負(fù)載平衡時，其有功功率損耗為設(shè)三相電路對稱時，每相電流值為30A，中性線電流為零；三相電路不對稱時，每相電流分別為P1=3I2R=3x302Rx10-3=2700RX10-3KW由此可見，在送電容量相同的情況下，三相負(fù)載不對稱運(yùn)行所造成的線路損耗是比較大的，運(yùn)行是極不經(jīng)濟(jì)的。4三相負(fù)載不對稱運(yùn)行的消除措施4.1為了取得三相負(fù)載的對稱，三組單相接戶線應(yīng)盡量由同一電桿上分別從A、B、C三相中引下，且三組單相接戶線的負(fù)載應(yīng)盡量平衡。4.2定期測量三組接戶線的負(fù)載，檢查三相負(fù)載是否平衡，不平衡時應(yīng)及時進(jìn)行調(diào)整。4.3減少單相接戶線的總長，一般不超過20米，單相負(fù)載電流超過10A時必須直接從三相四線制線路上引下，如距三相四線制線路較遠(yuǎn)，應(yīng)重新架設(shè)三相四線制線路。4.4三相四線制線路上所帶的電焊機(jī)應(yīng)根據(jù)電焊機(jī)臺數(shù)分別規(guī)定出所接電源的相別，使全線路的各用戶使用的電焊機(jī)分別接到不同相上，并分別規(guī)定出使用時間。低壓電網(wǎng)三相負(fù)載不對稱的危害及消除措施1造成三相負(fù)載'>三相負(fù)載不對稱的原因正常情況下，各種單相負(fù)載（電燈、電扇、電視機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)等）連接在低壓電力網(wǎng)中，一般說來，三相負(fù)載'>三相負(fù)載是不會對稱的,這是由于在連接時，三相負(fù)載的分配很難做到平衡；各個單相負(fù)載的開停時間不會做到同時；在使用中每一相負(fù)載的增長速度也不相同，另外還存在著電焊機(jī)負(fù)載題目。非正常情況下，三相負(fù)載不對稱尤為嚴(yán)重，其原因有配電變壓器高（低）壓側(cè)發(fā)生一相或兩相斷線或接地故障；配電變壓器分接開關(guān)接觸不良或高（低）壓側(cè)接頭、繞組故障；配電變壓器高（低）壓側(cè)一相或兩相熔斷器熔斷電動機(jī)繞組中有一相或兩相發(fā)生故障。2三相負(fù)載不對稱的最大限值2.1三相負(fù)載不對稱度的計(jì)算公式：b=Imax-IarX100%（1）式中，b 不對稱度；Imax 三相電流中最大一相電流值；Iar 三相均勻電流需要指出的是，有的書中關(guān)于三相負(fù)載不對稱度的計(jì)算公式和標(biāo)準(zhǔn)說法不一致，如：b=INX100%（2）式中，b——不對稱度；IN——中性線中的電流值。顯然，式（2）是以中性線中的電流占三相均勻電流的百分比來計(jì)算的，嚴(yán)格地講，三相負(fù)載對稱與否，應(yīng)該包括三相負(fù)載的阻抗值和阻抗角兩個內(nèi)容，反映在電流上就是三相電流的值和相位兩個內(nèi)容，不能取決于中性線中電流的有無，所以計(jì)算三相負(fù)載不對稱度用式（1）更為適宜。2.2在三相三線制系統(tǒng)中，一般要求異步電動機(jī)任一相電流與三相電流均勻值的偏差不超過10%。2.3在三相四線制系統(tǒng)中，三相負(fù)載不對稱度在電源側(cè)不得大于10%，在負(fù)載側(cè)不得大于20%。2.4在DL/T572《電力變壓器運(yùn)行規(guī)程》中規(guī)定：接線組別Y-yno的配電變壓器中性線的不平衡電流不得超過配電變壓器額定電流的25%，這主要是從配電變壓器安全運(yùn)行的角度考慮的。3低壓三相負(fù)載不對稱對電網(wǎng)'＞電網(wǎng)及設(shè)備的影響3.1三相負(fù)載不對稱會使配電變壓器損耗增大，降低變壓器的出力。由于變壓器繞組結(jié)構(gòu)是按對稱運(yùn)行情況設(shè)計(jì)的，三相繞組結(jié)構(gòu)性能一致，其最大答應(yīng)出力受每相額定容量的限制。當(dāng)不對稱運(yùn)行時，負(fù)載輕的相就有富裕容量，降低了變壓器的出力，變壓器的備用容量亦相應(yīng)減少，使變壓器的過載能力大大降低，運(yùn)行中假如變壓器短時產(chǎn)生過載就可能引起過熱以致燒壞。3.2三相負(fù)載不對稱會造成各相電壓不平衡。由于配電變壓器是按三相負(fù)載對稱運(yùn)行設(shè)計(jì)的，其每相繞組的電阻、漏抗和勵磁阻抗基本一致，三相負(fù)載對稱時，三相電流相等，變壓器的內(nèi)部壓降相同，其輸出的電壓是對稱的。當(dāng)三相負(fù)載不對稱時，各相電流不一致，每相在變壓器內(nèi)部的壓降就不相等，造成三相輸出電壓不對稱。當(dāng)變壓器三相負(fù)載很不平衡時，中性線電流較大，使中性線具有較大的阻抗壓降，中性點(diǎn)發(fā)生位移，各相電壓發(fā)生變化，當(dāng)A相負(fù)載為感性時，A相電壓變化最嚴(yán)重，B相次之，C相最小；當(dāng)A相負(fù)載為阻性負(fù)載時，B相電壓變化最為嚴(yán)重；當(dāng)中性線電流為額定電流的25%時，在感性負(fù)載的情況下，負(fù)載相的電壓變化率為8%，當(dāng)中性線電流為額定電流的50%時，負(fù)載相的電壓變化率達(dá)12%，而非負(fù)載相則不超過5%，這種電壓變化，使某相的電壓過高或過低，對電氣設(shè)備的運(yùn)行和安全極為不利。零序電流隨不對稱度的大小而變化，不對稱度越大零序電流越大。由于零序電流的存在，在變壓器鐵芯中產(chǎn)生零序磁通，而高壓側(cè)沒有零序電流，這就迫使零序磁通只能從變壓器的油箱壁及鋼結(jié)構(gòu)件中通過，這些鋼構(gòu)件在設(shè)計(jì)時并沒考慮導(dǎo)磁，所以磁滯和渦流損耗造成鋼構(gòu)件局部溫度升高，產(chǎn)生功率損耗。3.4三相負(fù)載不平衡會降低電動機(jī)的效率。由于變壓器三相負(fù)載不平衡引起的不平衡電壓，存在著正序、負(fù)序和零序三個電壓分量，當(dāng)輸進(jìn)電動機(jī)以后，負(fù)序電動勢就產(chǎn)生與正序電動勢相反的旋轉(zhuǎn)磁場，起到制動作用。由于正序磁場比負(fù)序磁場大，電動機(jī)仍與正序磁場旋轉(zhuǎn)方向一致，但由于負(fù)序磁場的制動作用，使電動機(jī)的輸出功率減少，假如電動機(jī)的中性線接零，還將有零序電流通過，這個零序電流在繞組電阻上消耗電能，增加電動機(jī)的發(fā)熱量，同時這個零序電流還產(chǎn)生一個脈振磁場，消耗較大的無功功率。3.5三相負(fù)載不平衡，將使低壓線損增大。電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的功率損耗與線路電流的平方成正比，當(dāng)采用三相四線制線路供電時，其有功功率消耗為：式中，IA、IB、IC分別為每相電流；IO為中性線電流；R為每相導(dǎo)線的電阻值。當(dāng)三相負(fù)載平衡時 ，其有功功率損耗為設(shè)三相電路對稱時，每相電流值為30A，中性線電流為零；三相電路不對稱時，每相電流分別為P1=3I2R=3X302RX10-3=2700RX10-3KW由此可見，在送電容量相同的情況下，三相負(fù)載不對稱運(yùn)行所造成的線路損耗是比較大的，運(yùn)行是極不經(jīng)濟(jì)的。4三相負(fù)載不對稱運(yùn)行的消除措施4.1為了取得三相負(fù)載的對稱，三組單相接戶線應(yīng)盡量由同一電桿上分別從A、B、C三相中引下，且三組單相接戶線的負(fù)載應(yīng)盡量平衡。4.2定期丈量三組接戶線的負(fù)載，檢查三相負(fù)載是否平衡，不平衡時應(yīng)及時進(jìn)行調(diào)整。4.3減少單相接戶線的總長，一般不超過20米，單相負(fù)載電流超過10A時必須直接從三相四線制線路上引下，如距三相四線制線路較遠(yuǎn)，應(yīng)重新架設(shè)三相四線制線路。4.4三相四線制線路上所帶的電焊機(jī)應(yīng)根據(jù)電焊機(jī)臺數(shù)分別規(guī)定出所接電源的相別，使全線路的各用戶使用的電焊機(jī)分別接到不同相上，并分別規(guī)定出使用時間。淺析三相負(fù)載不平衡運(yùn)行對變壓器的危害王建強(qiáng)新疆烏蘇市和平路政府小區(qū)28號信箱(833000)在生產(chǎn)、生活用電中，三相負(fù)載不平衡時，使變壓器處于不對稱運(yùn)行狀態(tài)。不但造成變壓器的損耗增大，甚至?xí)?dǎo)致變壓器燒毀。根據(jù)變壓器運(yùn)行規(guī)程規(guī)定，在運(yùn)行中的變壓器中性線電流不得超過變壓器低壓側(cè)額定電流的25%。為此，對三相負(fù)載不平衡造成對變壓器的危害，結(jié)合我所供電的情況，進(jìn)行淺析。三相負(fù)載不平衡將增加變壓器的損耗：變壓器的損耗包括空載損耗和負(fù)載損耗。正常情況下變壓器運(yùn)行電壓基本不變，即空載損耗是一個恒量。而負(fù)載損耗則隨變壓器運(yùn)行負(fù)荷的變化而變化，且與負(fù)載電流的平方成正比。當(dāng)三相負(fù)載不平衡運(yùn)行時，變壓器的負(fù)載損耗可看成三只單相變壓器的負(fù)載損耗之和。變壓器在任意負(fù)載下運(yùn)行時的功率損耗根據(jù)功率損耗公式計(jì)算，其相應(yīng)的有功損耗卻不同。變壓器在相同輸出容量的情況下，三相負(fù)載不對稱運(yùn)行會大大增加變壓器的損耗，而且這種損耗是長期的，造成很大的浪費(fèi)。三相負(fù)載不平衡運(yùn)行會造成變壓器零序電流過大，局部金屬件溫升增高：在三相負(fù)載不平衡運(yùn)行下的變壓器，必然會產(chǎn)生零序電流。由于變壓器內(nèi)部零序電流的存在就會在鐵芯中產(chǎn)生零序磁通。這些零序磁通就會在變壓器的油箱壁或其他金屬構(gòu)件中構(gòu)成回路。但配電變壓器設(shè)計(jì)時是不考慮這些金屬構(gòu)件為導(dǎo)磁部件，所以由此引起的磁滯和渦流損耗往往會造成這些部件發(fā)熱，致使變壓器局部金屬件溫度升高，嚴(yán)重時將導(dǎo)致變壓器運(yùn)行事故。此外，三相負(fù)載不平衡運(yùn)行引起的不平衡電壓存在著正序、負(fù)序、零序三個電壓分量，將使電動機(jī)出力減少。如果電動機(jī)中性線接N線，零序電流通過電動機(jī)繞組將會消耗電能，引起熱，且消耗較大的無功功率。其次，三相負(fù)載不平衡運(yùn)行，將增加輸配電線路的損耗。在輸送相同容量電能的情況下，其消耗掉的功率比對稱負(fù)載運(yùn)行時多得多，將造成很大的浪費(fèi)。引用|回復(fù)|2008-04-1311:20:212樓天下三分明月夜三相負(fù)載不平衡興達(dá)智能布線32005-05-1915:40:55發(fā)表于焦點(diǎn)裝修家居網(wǎng)-裝修總論壇-新房電器論壇對于大量的單相設(shè)備，由于三相負(fù)載不平衡，引起某相電壓升高