低压配电网三相负荷分配不平衡的分析与解决措施.doc

低压配电网三相负荷分配不平衡的分析与解决措施 摘要：目前单相负荷已经在低压配电网中占有相当大的比例,由于单相负荷投入的不同时性以及在低压电网建设改造和运行维护的不到位,导致了低压配电网三相负荷分配不平衡，由此对低压配电网的运行造成了一定的影响，本文对此进行了原因分析并提出一些切实可行的解决措施。 关键词：配电网、负荷、不平衡、分析、解决 当前城乡配电网中大部分配电变压器均采用三相变压器，变压器出口三相负荷理论上应该达到对称，但是在低压配电网中存在大量的单相负荷,由于单相负荷分布的不均衡和投入的时间不同时性,使得三相负荷不平衡成为低压电网运行维护中一个比较突出的问题,笔者从电能质量和电网损耗两个方面来分析三相负荷不平衡所带来的影响,同时就此提出一些切实可行的解决措施. 1 三相负荷不平衡产生对电能质量的影响分析 目前在10千伏配变的绕组接线都采用Dyn0或者采用Yyn0的接线方式，配变一次绕组无中性线、二次绕组中性线接地,并接有零线。在二次低压供电方式中一般采取3相4线制供电。配变低压侧3相负荷不平衡直接体现在3相负荷电流的不对称，从电机学的原理来分析3相不对称电流可以分解为对称的正序、负序、零序电流，也可以简单的看成是对称的3相负荷加上单相负荷负荷的叠加。由于配电变压器的一次绕组没有中性线，所以在二次绕组侧产生的零序电流无法在一次绕组中平衡，零序电流在零序电阻上产生电压降直接导致了在配变二次侧产生了中性点位置偏移。 同样根据简单的电路原理也可以分析出，由于在A、B、C相的负荷不等，所以在A、B、C三相上的电流也就不等，那么A、B、C三相电流矢量和一般不等于0,也就是在中性线上的电流一般不等于0,也即零线电流一般不等于0,在实际情况下,零线的电阻是不等于0的, 这样在零线上就存在电压,形成了中性点位移，导致了A、B、C相的相电压不对称，当某一相上接的负荷越大，这一相上的电压也就越低，而另外两相的电压将变高，所以当三相负荷的差值越大，也就是三相负荷的电流不平衡度越大，那么中性点的位移也就越大，所以导致电压的偏差也就越大。在城区配网中大多数低压负荷为照明和家用电器，这些都是单相负荷，同时用户的单相负荷的启用时间又不同时，所以三相电流的不平衡将会很明显，导致了某些用户的电压偏低，有些用户的电压偏高，特别是在夏天用电高峰期间，我们发现在有些配变的某一相上接了多台空调，在同时启动是就会产生单相电流严重超过其他两相，导致该相上的电压偏低，使有些用户的电器无法启动。这就是3相负荷不平衡导致3相电流、电压出现不对称的产生的原因。 2 三相负荷不平衡对线损的影响分析：2.1 三相负荷不平衡造成低压线路电能损耗增大。 低压配电线（故障（电缆/电线/测试/检测/定位/故障点））路有三相四线制、三相三线制、单相二线制等供电形式，线路交错繁杂，各相电流不平衡，沿线负荷分布没有一定规律，并且缺乏完整的线路参数和负荷资料，所以要准确地计算线路损耗是比较困难的，目前利用电流或者电压的不平衡度结合电流电压的向量计算在实际情况下比较复杂同时在实际应用中也不太切实可行，笔者在本文中利用一种简单近似的方法推导出因为的对低压配网的损耗影响， 以目前低压配网常见的三相四线制的接线方式分析，设定3相负荷平衡下3相负荷为3P负载=PA PB PC=3P（PA=PB=PC=P），此时的线路损耗为设定P损耗=IA2R IB2R IC2R=3IA2RA=3P2/U2 （IA=IB=IC=I，RA=RB=RC=R），假设三相负荷出现最严重偏相的情况下，即出现二相缺相运行，假设所有负荷接在C相的情况上运行，同时认为每个电气节点的电压相等， P损耗，=IC，2 *R=（3P/U）2 *R=9P2/U2 *R=9P 可以推出当出现负荷最严重偏相时，低压线路的损耗增加了6倍。 目前由于低压电网的3相负荷分布不均的现象比较普遍，负荷分配的实时变化很大，所以如果引入实际情况下的电流、电压的矢量值计算非常烦琐，而且意义不大，笔者在这里引入一种平均不平衡度的计算，在正常的误差范围内，可以说明负荷分配的不平衡对电网低压线路的损耗变化的影响，设定三相负荷为PA、PB、PC，三相的平均负荷为Pav为（PA PB PC）/3，假定各相功率因数相同, 每个电气节点的电压相等，三相的负荷的平均不平衡度对应为△A、△B、△C，（△A=（PA-Pav）/ Pav的差值） 相线的功率损耗为： P损耗=IA2*R IB2*R IC2*R=[Pav（1 △A）/ U]2*R [Pav（1 △B）/ U]2*R [Pav（1 △A）/ U]2*R=（U/R）2*Pav2[（1 △A）2 （1 △B）2 （1 △A）2]=（Pav*U/R）2 *[（1 △A）2 （1 △B）2 （1 △C）2] 因为△A △B △C=0，