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        • 》》: 低壓配電三相負載不平衡的危害
        • 商品編號: 008
        • 上架時間: 2015-07-21
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             低壓電網三相負荷失衡有以下數種原因:

         

          (1)低壓電網三相負荷不平衡要增加損耗,雖然是是早已被提出來了的。但在農網改造前,由于①農村低壓電網不在電業部門的必管范圍,設備線路狀況極差,線損很高,收不夠上繳電費就漲電價,即線損水平雖高但降損的壓力不大。②農村照明等單相負荷很小,只占總用電負荷的5~20%左右,故雖進行過低壓整改,多是把配電變壓器移到負荷中心、改造低壓線路、整改戶內線路等。三相負荷不平衡由于是較次要的因素,沒有也不可能引起人們足夠注意,故實踐很少,亦不可能提出調平三相負荷的具體方法。

          (2) 農網改造由于規模大、任務重、時間緊,不可能面面俱到(如規劃調平三相負荷);加之改造資金有限,為了降低費用,架設了一定數量的單相兩線線路,尤其是低壓分支線路中,單相兩線線路占一定比例;還有在下戶線接火施工中,一些施工人員素質低,沒有三相負荷平衡的概念,施工中或隨意接單相負荷,或為了不接成380V,把單相負荷都接到中間兩根線上。這在一定程度上加重了三相不平衡度。

          (3) 運行管理中,農村低壓線路雖多為三相四線,但很多沒有注意到把單相負荷均衡的分配到三相上,也不知道該怎樣做才能均衡,造成某相或某兩相負荷過多。更有甚者,有些地方供電所部署對于只有單相負荷且量值較小的三相四線線路,停用兩根相線,只用單相兩線供電,加重了三相不平衡度。

          (4) 有的各相負荷看上去比較接近,各相電流也較相近,但中性線電流卻很大,甚至超過最大相電流,這是因三相負荷的性質不同所引起的。

          如某三相四線供電線路,測得相電壓UA=UB=UC=220V,IA=IB=4A,IC=3.2A,IN=4.2A。

          為了驗證IN的值,測得各相負荷的相位|ΦA|=|ΦB|=40°,ΦC=0°,則ZA和ZB中必有一相為感性,一相為容性。設ZA 為感性, ZB為容性。

          |IA+IB|=2cos20°IA=7.5(A)

          則IN =|IA+IB+IC|=4.3(A),理論計算和儀表測量結果基本吻合,說明中性線電流大確因三相負荷的性質不同所引起。

          (5) 近年來,農村經濟飛速發展,農民生活迅速提高,尤其是農網改造完成及“同網同價”實施后,農村家庭除照明電器增多外,大量的中、高檔、大功率的家用電器進入尋常百姓家,例如電飯煲、電水壺、電炒鍋、電熱水器、電取暖器、小水泵等,單臺容量大多數在800~2000kW,都是采用單相(220V)電源,單相負荷激增;而另一方面,隨著工業的發展,農村方便食品(如方便面、掛面)銷售量增多,農戶加工饅頭、面皮、米皮出售等新生事物紛紛涌現,農副業加工量減少,農村單相負荷已成為電力負荷的主要方面。據了解,現在一般農村單相負荷已占總負荷的70%以上,富裕地方達到90%以上,經濟較差的農村也占到50~60%。在單相負荷用電量極大增長的情況下,若不注意三相平衡,可能使低壓電網的三相不平衡度很大,電網技術狀況很差。

         

          三相負荷不平衡的危害

         

          3.1 對配電變壓器的影響

          (1)三相負荷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荷損耗。正常情況下變壓器運行電壓基本不變,即空載損耗是一個恒量。而負荷損耗則隨變壓器運行負荷的變化而變化,且與負荷電流的平方成正比。當三相負荷不平衡運行時,變壓器的負荷損耗可看成三只單相變壓器的負荷損耗之和。

          從數學定理中我們知道:假設a、b、c 3個數都大于或等于零,那么a+b+c≥33√abc 。

          當a=b=c時,代數和a+b+c取得最小值:a+b+c=33√abc 。

          因此我們可以假設變壓器的三相損耗分別為:Qa=Ia2 R、Qb= Ib2 R 、Qc =Ic2 R,式中Ia、Ib、Ic分別為變壓器二次負荷相電流,R為變壓器的相電阻。則變壓器的損耗表達式如下:

          Qa+Qb+Qc≥33√[(Ia2 R)(Ib2 R)(Ic2 R)]

          由此可知,變壓器的在負荷不變的情況下,當Ia=Ib=Ic時,即三相負荷達到平衡時,變壓器的損耗最小。

          則變壓器損耗:

          當變壓器三相平衡運行時,即Ia=Ib=Ic=I時,Qa+Qb+Qc=3I2R;

          當變壓器運行在最大不平衡時,即Ia=3I,Ib=Ic=0時,Qa=(3I)2R=9I2R=3(3I2R);

          即最大不平衡時的變損是平衡時的3倍。

          (2)三相負荷不平衡可能造成燒毀變壓器的嚴重后果:

          上述不平衡時重負荷相電流過大(增為3倍),超載過多,可能造成繞組和變壓器油的過熱。繞組過熱,絕緣老化加快;變壓器油過熱,引起油質劣化,迅速降低變壓器的絕緣性能,減少變壓器壽命(溫度每升高8℃,使用年限將減少一半),甚至燒毀繞組。

          (3)三相負荷不平衡運行會造成變壓器零序電流過大,局部金屬件溫升增高:

          在三相負荷不平衡運行下的變壓器,必然會產生零序電流,而變壓器內部零序電流的存在,會在鐵芯中產生零序磁通,這些零序磁通就會在變壓器的油箱壁或其他金屬構件中構成回路。但配電變壓器設計時不考慮這些金屬構件為導磁部件,則由此引起的磁滯和渦流損耗使這些部件發熱,致使變壓器局部金屬件溫度異常升高,嚴重時將導致變壓器運行事故。

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