三相不平衡原因分析及存在的危害和解决措施！

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三相不平衡是电能质量的一个重要指标，三相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。由于影响三相负荷平衡的因素是很多，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，还会对供电点上的电动机造成不利影响，危害电动机的正常运行。对于普通用户来说，三相严重不平衡电压升高造成用户家用电器烧损，电压降低则造成电器无法正常使用。

三相不平衡原因分析1、三相负荷分配不合理

很多的装表接电的工作人员无三相负荷平衡的概念，因此在接电的时候没有控制三相负荷平衡，盲目性和随意性较大，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区拆迁，移表或者用电用户的增加，两季施工临时用电和夏冬两季用电不稳定（在电网工作中，为了解决夏季负荷增大，三相不平衡及低电压问题而进行负荷分割、调相，到了冬季用电减少就需要把夏季切割掉的负荷重新调回来）
3、各类故障
（1）断线故障
如果一相断线但未接地，或断路器、隔离开关一相未接通，电压互感器保险丝熔断均造成三相参数不对称。上一电压等级线路一相断线时，下一电压等级的电压表现为三个相电压都降低，其中一相较低，另两相较高但二者电压值接近。本级线路断线时，断线相电压为零，未断线相电压仍为相电压。
（2）接地故障
当线路一相断线并单相接地时，虽引起三相电压不平衡，但接地后电压值不改变。单相接地分为金属性接地和非金属性接地两种。金属性接地，故障相电压为零或接近零，非故障相电压升高1.732倍，且持久不变；非金属性接地，接地相电压不为零而是降低为某一数值，其他两相升高不到1.732倍。
（3）谐振
1、基频谐振
基频谐振，特征类似于单相接地，即一相电压降低，另两相电压升高，这种情况不易找到故障点，需检查特殊用户，不是接地原因，可能就是谐振引起的。
2、分频谐振
另一种是分频谐振或高频谐振，特征是三相电压同时升高。
另外，还要注意，空投母线切除部分线路或单相接地故障消失时，如出现接地信号，且一相、两相或三相电压超过线电压，电压表指针打到头，并同时缓慢移动，或三相电压轮流升高超过线电压，遇到这种情况，一般均属谐振引起。

三相不平衡的危害1、增加线路的电能损耗
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,不平衡越严重，中性线流过的电流越大。这样中性线就有损耗，其损耗与通过电流的平方成正比，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
在生产、生活用电中，三相负载不平衡时，使变压器处于不对称运行状态。造成变压器的损耗增大(包括空载损耗和负载损耗)。根据变压器运行规程规定，在运行中的变压器中性线电流不得超过变压器低压侧额定电流的25%。此外，三相负载不平衡运行会造成变压器零序电流过大，
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，甚至会导致变压器烧毁，同时，零序电流的存也会增加配变的损耗。
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、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。

三相不平衡解决措施
1、重视规划，加强沟通
重视低压配电网的规划工作，加强与地方政府规划等部门的工作沟通,避免配电网建设无序,尤其避免在低压配电网中出现头痛医头,脚痛医脚的局面,在配电网建设和改造当中对低压台区进行合理的分区分片供电，配变布点尽量接近负荷中心，避免扇型供电和迂回供电，配电网络的建设要遵循“小容量、多布点、短半径”的配变选址原则。
2、争取低压集束导线供电
在对采用低压三相四线制供电的地区，要积极争取对有条件的配电台区采用3芯或者4芯电缆或者用低压集束导线供电至用户端，这样可以在低压线路施工中最大程度的避免三相负荷出现偏相的出现，同时要做好低压装表工作，单相电表在A、B、C三相的分布尽量均匀，避免出现单相电只挂接在一相或者两相上，在线路末端造成负荷偏相。
3、多点接地，降低零线电能损耗
在低压配电网零线采用多点接地，降低零线电能损耗。目前由于三相负荷的分布不平衡，导致了零线出现电流，按照规程要求零线电流不得超过相线电流的25%，在实际运行当中，由于零线导线截面较细，电阻值较相同长度的相线大，零线电流过大在导线上也会造成一定比例的电能损耗，所以建议在低压配电网公用主零线采用多点接地，降低零线电能损耗，避免因为负荷不平衡出现的零线电流产生的电压严重危及人身安全，而且通过多点接地，减低了因为发热等原因造成的零线断股断线，使得用户使用的相电压升高，损坏家用电器。此外对于零线损耗问题，在目前一般低压电缆中，零线的截面为相线的1/2，电阻值大造成了在三相负荷不平衡时，零线损耗加大，为此可以考虑到适当增大零线的导线截面，例如采用五芯电缆，每相用一个芯线而零线则用两个芯线。
4、安装三相不平衡智能调节器
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：1、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。
2、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。
3、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。
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。