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电力系统的三相不平衡讲座：第二讲 三相不平衡的干扰性负荷
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三相不平衡的原因、危害以及解决措施
三相不平衡三相不平衡是电能质量的一个重要指标，虽然影响电力系统的因素有很多，但正常性不平衡的情况大多是因为三相元件、线路参数或负荷不对称。由于三相负荷的因素是不一定的，所以供电点的三相电压和电流极易出现不平衡的现象，损耗线路。不仅如此，其对供电点上的电动机也会造成不利的影响，危害电动机的正常运行。配电网三相不平衡的原因1、三相负荷的不合理分配。很多的装表接电的工作人员并没有专业的对于三相负荷平衡的知识概念，因此在接电的时候并没有注意到要控制三相负荷平衡，只是盲目和随意的进行电路的接电荷装表，这在很大程度上造成了三相负荷的不平衡。其次，我国的大多数电路都是动力和照明混为一体的，所以在使用单相的用电设备时，用电的效率就会降低，这样的差异进一步加剧了配电变压器三相负荷的不平衡状况。2、用电负荷的不断变化。造成用电负荷不稳定的原因包括了地II经常出现的拆迁，移表或者用电用户的增加；临时用电和季节性用电的不稳定性。这样在总量上和时间上的不确定和不集中性使得用电的负荷也不得不跟随实际情况而变化。3、对于配变负荷的监视力度的削弱。在配电网的管理上，经常会忽略三相负荷分配中的管理问题。在配电网的检测上，对配电变压器的三相负荷也没有进行定期的检测和调整。除此之外，还有很多因素造成了三相不平衡的现象，例如线路的影响以及三相负荷矩的不相等等。三相不平衡的危害1、增加线路的电能损耗在三相四线制供电网络中，电流通过线路导线时，因存在阻抗必将产生电能损耗，其损耗与通过电流的平方成正比。当低压电网以三相四线制供电时，由于有单相负载存在，造成三相负载不平衡在所难免。当三相负载不平衡运行时，中性线即有电流通过。这样不但相线有损耗，而且中性线也产生损耗，从而增加了电网线路的损耗。2、增加配电变压器的电能损耗配电变压器是低压电网的供电主设备，当其在三相负载不平衡工况下运行时，将会造成配变损耗的增加。因为配变的功率损耗是随负载的不平衡度而变化的。3、配变出力减少配变设计时，其绕组结构是按负载平衡运行工况设计的，其绕组性能基本一致，各相额定容量相等。配变的最大允许出力要受到每相额定容量的限制。假如当配变处于三相负载不平衡工况下运行，负载轻的一相就有富余容量，从而使配变的出力减少。其出力减少程度与三相负载的不平衡度有关。三相负载不平衡越大，配变出力减少越多。为此，配变在三相负载不平衡时运行，其输出的容量就无法达到额定值，其备用容量亦相应减少，过载能力也降低。假如配变在过载工况下运行，即极易引发配变发热，严重时甚至会造成配变烧损。4、配变产生零序电流配变在三相负载不平衡工况下运行，将产生零序电流，该电流将随三相负载不平衡的程度而变化，不平衡度越大，则零序电流也越大。运行中的配变若存在零序电流，则其铁芯中将产生零序磁通。(高压侧没有零序电流)这迫使零序磁通只能以油箱壁及钢构件作为通道通过，而钢构件的导磁率较低，零序电流通过钢构件时，即要产生磁滞和涡流损耗，从而使配变的钢构件局部温度升高发热。配变的绕组绝缘因过热而加快老化，导致设备寿命降低。同时，零序电流的存也会增加配变的损耗。5、影响用电设备的安全运行配变是根据三相负载平衡运行工况设计的，其每相绕组的电阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。当配变在三相负载平衡时运行，其三相电流基本相等，配变内部每相压降也基本相同，则配变输出的三相电压也是平衡的。假如配变在三相负载不平衡时运行，其各相输出电流就不相等，其配变内部三相压降就不相等，这必将导致配变输出电压三相不平衡。同时，配变在三相负载不平衡时运行，三相输出电流不一样，而中性线就会有电流通过。因而使中性线产生阻抗压降，从而导致中性点漂移，致使各相相电压发生变化。负载重的一相电压降低，而负载轻的一相电压升高。在电压不平衡状况下供电，即容易造成电压高的一相接带的用户用电设备烧坏，而电压低的一相接带的用户用电设备则可能无法使用。所以三相负载不平衡运行时，将严重危及用电设备的安全运行。6、电动机效率降低配变在三相负载不平衡工况下运行，将引起输出电压三相不平衡。由于不平衡电压存在着正序、负序、零序三个电压分量，当这种不平衡的电压输入电动机后，负序电压产生旋转磁场与正序电压产生的旋转磁场相反，起到制动作用。但由于正序磁场比负序磁场要强得多，电动机仍按正序磁场方向转动。而由于负序磁场的制动作用，必将引起电动机输出功率减少，从而导致电动机效率降低。同时，电动机的温升和无功损耗，也将随三相电压的不平衡度而增大。所以电动机在三相电压不平衡状况下运行，是非常不经济和不安全的。改进配电网三相不平衡的技术1、注重对三相负荷的合理分配在对三相负荷的分配问题上，电力工作人员应当在实际的工作中将相关的数据进行认真的采集和记录，达到能够在一定程度上预测用电负荷的状态。其次，可以通过装设平衡装置的方式来达到更好三相平衡的分配问题。2、对三相负荷中不平衡电流的治理方法根据不平衡电流电纳的补偿原理，在任何一个可以确定的时刻，主要出现了三相不接地的不平衡负载，那么他们中的每一个相负载都可以同一个电阻和电容形成并联的形式。因此，在不平衡电流治理电纳补偿理论的指导下，可以将不同性质符合的等效进行分析，确定相间和相对地的无功补偿量。当配电变压器要进行不平衡电流的补偿时，应该满足一下的几点原则。一是需要注意到电流的治理应当有两个内容，一个是补偿功率因数，一个是调节三相电流不平衡，这两者共同确定了补偿所需要的无功功率。第二点，在实际的工程施工时，应当采用全容性的治理方式，与电感补偿相区分，避免出现严重过补偿的情况。第三点是需要考虑到负荷是会随着时间的变化而变化的，基于这种特性，补偿量也应该根据负荷的变化进行适当的调整。第四点表现在装置开关和补偿设备的投切次数的限制，要在设计时将全天的优化方案进行策略的管理。总之，在进行比例调节系数额设置时，需要同时考虑功率因数的限制条件以及过补偿限制的条件。3、增设对三相负荷的检测调整定期开设对三相负荷的检测工作也是非常必要的。在对三相符合的合理分配以及控制后，相关部门应当开设检测工作。电力的平衡不能是绝对的，只能是尽力做到相对的平衡，在实际的检测工作中，各部门应当以国家和相关部门制定的平衡度的衡量指标作为一个标准，将检测的结果进行专业的记录和分析，对各相的负荷电流进行定期的检测，以便于及时发现一些三相的不平衡状况。当在检测过程中发现有安全隐患的部位，要及时的进行调整和修改。对于检测过程中未发现问题的部位，也应当提高瞽惕。在检测结束以后，不仅需要进行数据的整理和分析，还要进行及时的反馈。这里的反馈主要是指根据检测结果推断出的三相需要进行的调整，以及对于新技术在三相中运用的可能性预测。通过合理的检测和对检测结果的深入分析，我们可以在最大程度上避免不平衡现象的出现，降低用电事故的出现。由不对称负荷引起的电网三相电压不平衡可以采取的解决办法：1、将不对称负荷分散接在不同的供电点，以减少集中连接造成不平衡度严重超标的问题。2、使用交叉换相等办法使不对称负荷合理分配到各相，尽量使其平衡化。3、加大负荷接入点的短路容量，如改变网络或提高供电电压级别提高系统承受不平衡负荷的能力。4、装设平衡装置。简要列出以上几种解决三相电压或电流不平衡对电网及电能质量危害的技术措施。具体应该采取哪一种措施更为合理有效，还要根据实际情况，经过技术和经济比较后确定实施。在低压三相四线制的城市居民和农网供电系统中：由于用电户多为单相负荷或单相和三相负荷混用，并且负荷大小不同和用电时间的不同。所以，电网中三相间的不平衡电流是客观存在的，并且这种用电不平衡状况无规律性，也无法事先预知。导致了低压供电系统三相负载的长期性不平衡。对于三相不平衡电流，电力部门除了尽量合理地分配负荷之外几乎没有什么行之有效的解决办法。
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TA的最新馆藏& & 配电变压器的额定容量是按每相绕组设计的，当配电变压器在三相负荷不平衡状态下运行时，变压器负荷高的那相时常出现故障，如缺相、接点过热、个别密封胶垫劣化等。
& & 同时，配电变压器在三相负荷不平衡状态下运行，在低压侧产生零序。对于Y,yn0接线的配电变压器来说，变压器高压侧无中性线，高压侧不可能有零序电流，低压侧零序电流产生的零序不能抵消。所以，零序磁通只能由配电变压器的油箱壁及钢铁构件中通过，和涡流在钢铁构件内发热，造成配电变压器散热条件降低，温升增高，严重时损坏变压器绝缘，烧损配电变压器。
& & 1.3对用电设备的影响
& & 当配电变压器三相负荷不平衡运行时，中性点将产生位移，偏移严重时单可能升高到。如果线路接地保护不好，中性线电流产生的严重危及人身安全。同时电流不平衡会造成单相设备不能正常用电，或过电压烧损用户设备。
& & 1.4变压器三相负荷不平衡对系统电压的影响
& & 变压器在三相负荷不平衡运行时，由于变压器绕组压降不同，出口电压不均衡，用户端电压更是三相偏差较大，电压质量得不到保障。
& & 二、影响变压器三相负荷不平衡的原因
& & 2.1管理上存在薄弱环节
& & 由于对配电变压器三相负荷不平衡的运行管理重视不够，一直没有一个考核管理办法，对配电变压器三相负荷的管理带有盲目性、工作随意性，以至于使运行、维护人员放松了对配电变压器三相负荷的管理，致使很多配电变压器长期在三相负荷极不平衡状态下运行。
& & 2.2单相用电设备影响
& & 由于线路大多为动力、照明混载。而单相用电设备使用的同时率较低，用户横向用电差异较大，经常会造成配电变压器三相负荷的不平衡，并给管理增加了难度。
& & 2.3电网格局不合理的影响
& & 低压电网结构薄弱，运行时间较长，改造投入不彻底，单相低压线路是台区的主网架问题，一直得不到有效根治。
& & 其次居民用电大多为单相供电，负荷发展时无序延伸，造成台区三相电流不平衡无法调整。对于这样的低压网络必须投入较大的资金，彻底解决低压网布局，增加低压四线的覆盖面积，对线损、电压质量、供电可靠性、供电安全等都有很大改善效果。
& & 2.4临时用电及季节性用电影响
& & 临时用电和季节性用电都有一定的时间性，用电增容不收费后，大量的单相设备应用较多，而又分布极为分散，用电时间不好掌握，同时由于在管理上未考虑其三相负荷的分配问题，又未能及时监测、调整配电变压器的三相负荷，它的使用和停电，对配电变压器三相负荷的平衡都有较大的影响，特别是单相用电设备容量较大时，影响更大。
& & 2.5线路故障的影响
& & 由于运行维护及管理不当或外力破坏等原因，低压导线断线，变压器缺相运行，修理不及时或现场临时处理，都可能造成某一相长时间甩掉部分负荷，使配电变压器处于不平衡状态下运行。
& & 三、防止变压器负荷不平衡的措施
& & 3.1加强配电变压器负荷不平衡运行管理
& & 定期进行三相不平衡电流测试，按季度考核变压器三相负荷不平衡度的情况，责任到人。 负荷每月至少进行一次测量，特殊情况下(如高峰负荷期间，负荷变化较大时等)可增加测量次数，对配电变压器负荷状况做到心中有数，为调整配电变压器负荷提供准确可靠的数据。
& & 3.2改造配电网，加强对三相负荷分布控制
& & 结合农网线路改造，合理设计电网改造方案。配电变压器设置于负荷中心，供电半径不大于500m，主干线、分支干线均采用三相四线制供电，5户以上居民建议不采用单相供电，同时制定台区负荷分配接线图，做到任何一个用户的用电改造接入系统，都受三相负荷平衡度的限制，避免改造的随意性。
& & 3.3加强供用电管理，确保变压器负荷平衡
& & 用电与配电应密切配合。用户的临时用电，季节性用电，配电变压器运行人员都要及时掌握。尤其对单相设备申请用电，要进行合理搭接。
& & 3.4加强无功补偿，促进三相负荷就地平衡
& & 由于单项感性设备增多，三相电流补平衡，导致电压质量下降、零线电流增大。进行就地无功补偿，可以降低零线电流，提高电压质量，降低线损。
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地址： 电话：(86)774-2826670& & &&）简述三相不平衡对电力系统的影响及改善措施；摘要：随着电力系统的发展，电网的三相负荷不平衡现；出；坏、继电保护误动作、大负荷相设备过负荷等危害外，；电网线损的严重增加；损；保系统的安全、可靠和经济运行；关键词：三相不平衡危害措施；１造成三相不平衡的主要原因；造成三相不平衡的主要原因是大容量非对称负荷的接入；的谐波分量；气化铁路在国内是从电力系统110kv（22
简述三相不平衡对电力系统的影响及改善措施
摘要：随着电力系统的发展，电网的三相负荷不平衡现象日益突
出。当三相负荷分布不对称时，除了可能导致旋转电机转子发热损
坏、继电保护误动作、大负荷相设备过负荷等危害外，还将引起配
电网线损的严重增加。这种增加有时数倍于三相负荷对称分布的线
损。采取切实可行、经济合理的补偿抑制措施，提高其电能质量确
保系统的安全、可靠和经济运行。
关键词：三相不平衡危害措施
１ 造成三相不平衡的主要原因
造成三相不平衡的主要原因是大容量非对称负荷的接入和电网中
的谐波分量。电力机车和电弧炉是一个典型的非对称负载。交流电
气化铁路在国内是从电力系统110kv（220千伏）电力机车牵引变
压器降压到27.5千伏（55千伏）后向牵引和电力机车单相供电，
因电力机车为大功率单相整流拖动负荷，牵引变压器中将会产生负
序电流和负序电压。除含基波成分外，还含谐波成分，因此实际上
系统负序分量也将含谐波，但是基波成分占主要部分，特别是采取
一定的滤波措施以后仍然如此。此外，牵引负荷具有波动性大和沿
线分布广的特点，针对电力系统来说，电气化铁路牵引负荷属于非
线性不平衡负载的动态干扰。交流电弧炉炼钢由于技术和经济的优
势，发展迅速。单机容量从过去的几吨到三四百吨，电弧炉变压器
从几百兆伏安提高到100-200mva。电弧炉炼钢的冶炼周期为1.5-6
小时，这主要取决于电弧炉的类型，规模和工艺，在这段时间内，
对电网产生很多的不利影响。包括有功功率和无功功率冲击引起的
电压波动和闪变、电弧的非线性导致的大量谐波注入电网等。
2 三相不平衡的主要危害
2.1 三相不平衡对发电机的影响 发电机定子绕组有负序电流时，
在转子表面（例如，大齿，小齿，槽楔，护环等），阻尼绕组和励
磁绕组中引起的两倍电源频率的电流。汽轮发电机转子是单一锻成
体。具有很强的阻尼作用，所以二倍频率电流的励率电流在励磁绕
组中感应的分量很小；又因二倍频电流有较强的集肤效应，对转子
表面的渗透深度仅几毫米，流通路径中等价有功电阻较大。故而发
电机在不对称运行时，转子表面产生的附加损耗可能就会很大。发
生不对称故障时，定子直流分量会在转子表面产生工频电流的影
响。它在转子表面的渗透深度比二倍频电流深引起附加温升。发电
机不对称运行时，定子电流中最大相电流可能超过额定值，转子表
面感应的二倍频电流密度很大，转子表面谐波附加损耗与二倍频电
流所产生的损耗相叠加，将导致转子结构件，特别是护环与转子本
体嵌装面、边段槽楔与小齿接触面以及大齿横向槽两端过热甚至烧
2.2 使三相电压不平衡，中性点电位漂移 规程规定:“配电变压
器在运行中，其中性线的电流不得高于配电变压器的出口电流的
25%”，当变压器在正常的三相平衡负载的运行状况时，在理想的情
况下，中性点的电压为零，也就是说中性线上没有电流流过。而当
配电变压器运行在三相不平衡状况下时，中性点的电位出现漂移，
且三相输出电压也随之不平衡了。如一台10/0.4kv的配电变压器，
其接线方式为y/yno接线，正常运行时，它们的相位及相量都是平
衡对称的。如果三相负载严重不对称不平衡时，在零线上就会出现
比较大的电流和较高的电压，它将导致人身触电的危险和重负载相
用电设备因电流过大而烧坏的恶果。
2.3 三相不平衡运行增加变压器及线路损耗 保持配电变压器平
衡运行却是节能、提高电能质量的手段之一。三相电力变压器运行
的对称设计。在运行正常时，变压器一次侧电源与二次侧负荷均应
对称。但国内城乡配电网中大部分采用了三相四线制的接线方式，
并且配电变压器为y/yo接线，其一次侧无零序电流，二次侧有零
序电流，因此二次侧的零序电流完全是励磁电流，产生的零序磁通
不能在铁芯中闭合，需要通过油箱壁闭合，进而在铁箱等附件中发
热产生铁损，y/yno接线变压器的零序电阻比正序电阻要大，因此
零序电流产生的附加铁损较大。配电网中因单相负荷的存在，往往
会造成三相不平衡，结果不仅会导致相线损耗增加，而且使中性线
有电流通过，产生损耗，使线损也大大增加。
2.4 三相不平衡易引起继电保护和自动装置的误动作 电力系统
的发展，大容量和长距离重负荷的出现，对继电保护和自动装置提
出愈来愈高的要求。如果是电力系统在大负荷不平衡的状态下，特
别是一些非线性负荷的动态，就会使近区电网中出现较高的负序和
谐波水平。在负序和谐波共同的作用下，负序和谐波效应将导致负
序故障的继电保护和自动装置的误动作（即：非故障起动）。负序
电压滤过器的的输出端通常于负序电压继电器相连接，作为不对称
短路保护的启动元件。因此负序电压滤过器的输入端于系统的线电
压相连接，因为线电压中不含零序分量。在系统正常运行情况下，
负序电压滤过器基本上没有输出；当系统发生不对称短路故障时，
其输出电压很大时负序电压继电器能可靠起动。负序电流除了引起
负序起动元件的误动作外，还会降低负序起动元件反应于电网故障
的灵敏度。其主要原因是：干扰性负序电流的相角可以和电网短路
引起的负序电流的相角相反，从而减小起动元件的负序电流。
3 改善三相不平衡的措施
3.1 不对称负荷分散的供应，减少集中连接过多造成的不平衡度
超标 由于平衡的三相系统的总功率是恒定的，与时间无关，其平
衡值不平衡的三相系统总功率波动，因此将不平衡的三相系统改造
成一个均衡三相系统时，在平衡装置中应该设有能够暂时存储电磁
能量的电磁元件。
3.2 使不对称负荷合理分配到各相，尽量使其平衡化 如果产生电
压不对称的原因主要是由于单相负荷在三相系统中位置的不合理
分布则在设计供电系统时首先要使单相负荷平衡地在三相分布降
低三相负荷电流不平衡度供电网络的电流不平衡度应小于20% 但
在tn 及tt 系统接地形式的低压电网中当选用y/y0 绕组的三相变
压器时由单相不平衡负荷引起的中性线电流不得超过低压绕组额
定电流的25% 且其一相的电流在满载时不得超过额定值在1000v
以下的配电网中各项安装的单相用电设备其相间容量最大值与最
小值之差一般不应超过15%。
3.3 将不对称负荷接到更高电压级上供电，以使连接点的短路容
量sk足够大(例如对于单相负荷。sk大于50倍负荷容旦时，就能
保证连接点的电压不平衡度小于2％)。目前国际上采用静止无功补
偿器(svc)。svc以其具有快速调节无功的功能为主要特征，广泛适
用于一切冲击负荷和要求快速进行动态无功补偿的场合，校正三相
电压不平衡（由分相无功功率补偿实现）。svc一般由并联的感性和
容性两大回路构成，其中至少一个回路为动态回路，即能根据补偿
要求快速变化其无功功率的回路。依据构成动态回路的不同方式，
目前主要有三种型式的svc：晶闸管控制的电抗器即(tcr)；晶闸管
投切的电容器即(tsc)和自饱和电抗器即(sr)。
电力系统中三相不平衡是影响供电系统电能质量的重要因素其具
体的参数是衡量供配电系统电压质量的指标，在实际系统运行中，
必须结合相关的国家标准规定的限值，采取切实可行、而又经济合
理的补偿抑制措施以消除这种“污染”或“公害”提高其电能质量
确保系统的安全、可靠和经济运行。
参考文献：
包含各类专业文献、中学教育、文学作品欣赏、外语学习资料、18简述三相不平衡对电力系统的影响及改善措施等内容。　
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？接什么设备会使三相电压不平衡
会有什么后果？
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某相接照明等220电源负荷较大时，还有就线路故障等
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主要还是看单相的功率吧 三相不要差太多
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单相负荷分配不平衡是引起三相不平衡的主要原因。
单相负荷分配不平衡 长期运转会有什么不良后果？
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