分析配电变压器三相负荷不平衡原因及调整方法

分析配电变压器三相负荷不平衡原因及调整方法

陈麒合

（广东电网有限责任公司湛江徐闻供电局广东湛江524100）

摘要：在配电系统中，变压器的数量较多，在实际的运行中，就会出现三项负载不平衡的现象，这会造成变压器的线损增加，容量则会相应的下降，从而加快了变压器的老化，对配电系统的影响很大。

关键词：配电变压器；三相负荷；不平衡；调整

引言

配电变压器三相负荷不平衡会给企业带来巨大损失，本文从四个方面阐述了配电变压器三相负荷不平衡带来的危害，并提出配电变压器三相负荷不平衡的原因，就配电变压器三相负荷不平衡的调整方法提出几点个人建议，以供参考。

一、配电变压器三相不平衡工作现状

一般要求配电变压器出口三相负荷电流的不平衡率不大于10%，低压干线及主要支线始端的三相电流不平衡率不大于20%。由于0.4kV配电线路负荷接入采取单相二线制、二相三线制原因，在不同供电时段，很多配电变压器低压侧三相负荷产生不平衡现象，易发生单相过负荷现象，配电变压器容量得不到充分利用，增加线路损耗。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。目前，配电变压器三相负荷不平衡调整工作，基本都是人工作业。在负荷高峰时，须将低压负荷全部停电，需要工人登杆进行高空作业，在0.4kV线路三相间拆、接接线夹，更换T接点，即费工又费时。需供电企业投入大量人力物力，安全生产风险加大，相应给供电企业带来停电投诉风险。。

二、配电变压器三相负荷不平衡带来的危害

在电力系统中，如果三相电流幅值不一致，并且超出了规定范围，那么就可以说是三相负荷不平衡，通常情况下，技术要求三相负荷电流不平衡度应在15%以内。在配电变压器运行过程中，三相负荷不平衡会给各个方面造成严重的影响，包括安全管理、电压质量以及线损管理等等，关于配电变压器三相负荷不平衡的危害，具体介绍如下：

1、对配电变压器的危害

对在配电设计时，负载平衡运行工况是其绕组结构设计的依据，在性能上基本保持一致，各相额定容量也相同。每相额定容量会限制配电变压器的最大允许输出功率，如果配电变压器的运行工况属于三相负荷不平衡的状态，对于负载轻的一相而言容量还有富余，进而减少了配电变压器的出力。三相负荷的不平衡度会影响到配电的出力减少程度，二者成正比例关系，即配电出力减少会随着三相负荷不平衡的增大而增多。因此，配电变压器在运行时如果处于三相负荷不平衡的状态，其输出容量就难以达到额定值，进而减少其备用容量，最终导致其过载能力降低。

在实际生活、生产中，三相负荷分配与用户增容具有随意性，因此配电变压器三相负荷不平衡的情况时有发生，造成配电变压器运行状态不对称，并且还会导致零序电流过大，基于这一运行状态的配电变压器，其供电效率会有所降低，导致配电变压器局部金属配件温度过高，严重情况下甚至会烧毁配电变压器的单相或零线，进而导致用户电气烧毁，造成不可估量的损失。

2、对用电设备的危害

在配电设计中，其每相绕组在电阻、阻抗以及激磁阻抗方面具有一致性。如果配电变压器运行中处于三相负荷平衡状态，那么三相电流大致相等，其内部每相压降也大致相同，配电变压器三相电压的输出也处于平衡状态。而配电变压器三相负荷不平衡，那么就会对各相输出电流，内部三相压降造成影响，进而导致配变输出电压三相不平衡。在三相负荷不平衡的状态下，配电变压器的运行会导致不一致的三相输出电流，中性点发生的位移会导致电流经过中性线。基于此情况就会降低负载重的一相电压，进而降低了用电器具的效能，此外还会升高负载轻的一相电压，进而会有击穿电器绝缘、电器寿命缩短或者损坏的可能。

3、对电动机的危害

在三相负荷不平衡的工况下，配电变压器的运行还会导致电压三相不平衡。因为电压不平衡存在三个电压分量，即正序、负序以及零序，如果电动机输入了不平衡的电压，那么负序电压就会产生与正序电压相反的旋转磁场，就会对其产生限制。然而正序磁场会大大强于负序磁场，因此电动机的转动仍然按照正序磁场的方向。因为负序磁场具有的制动效果，就会降低电动机的输出功率，进而降低电动机效率。此外，电动机的温升与无功损耗也会受到三相电压的不平衡度的影响，二者成正比例关系。因此，如果在三相电压不平衡工况下运行电动机，其经济性与安全性是会受到一定的影响的。

4、对人造成的危害

配电变压器运行方式为中性点接地时，若接地电阻与技术要求不相符，三相负荷不平衡度较高的话就会导致中性线带电，进而对与接地极或者配电变压器金属构架接触的相关人员造成威胁，增加了人员伤亡事故发生的概率。

三、常规的解决措施方法

1、加强制度建设，做好变压器负荷不平衡管理

为了做好对配电变压器三相负荷不平衡的调整，首先就要加强制度建设，对三相负荷平衡的检测与考核机制进行完善，促使相关管理者能够对三相负荷的变化进行有效的检测与控制，以此使三相负荷的偏差得以计算出来，同时基于对监测数据的分析，进行负荷调整计划的制定工作。三相负荷不平衡会对供电企业的经济效益与安全管理造成直接的影响，因此，企业应在日常管理与考核中对此予以高度重视，做好相关监测、调整与考核工作，以此提高变压器运行的稳定性。此外，还要管理好基础资料，使单相负荷接入的随意性得以控制。现阶段，有的供电企业在基础资料管理方面相对薄弱，进而导致用户接入的随意性过强，最终造成三相负荷不平衡。因此，必须加强对用户负荷基础资料的管理工作，并根据电网的实际运行情况，使三相负荷不平衡得到根本性的解决。

2、采取先进技术手段，对三相负荷不平衡进行调整

为了调整三相负荷不平衡的状态，还要从技术方面入手，首先，应对配电网络加以改善，让四线制之间代替两线制，为三相负荷不平衡状态下的负荷调整提供便利。其次，还应结合三相负荷的监测工作，调整低压用户负荷，确保每天高峰期三相负荷达到基本平衡的状态，在条件允许的情况下，可以安装相关设备，对三相负荷进行动态监测，以此为三相负荷的调整提供重要的监测数据。再者，还要增大中性线的导线截面，做好配电网络规划与建设，尽量保证中心线能够与其它相线具有一致的界面，以此使损耗、断线情况得以控制与减少。最后，还可以在配电网络中增加接地点，这样就是三相不平衡导致中性点偏移，由于此造成的电压降也可以尽量减小，以此使设备得到保护。

3、进行配电变压器的合理规划和设计

对配电变压器的三相负荷进行控制，是一项系统性的工作，它的过程也比较复杂。首先要做的就是，要对配电变压器进行合理的规划和设计，对负荷进行合理的预测，对申报的负荷资料进行合理的统计和分析，要对资料中涉及的用电户数、负荷大小、用电性质、生产班次等进行排列，对这些资料进行合理的分析，通过分析结果，确定配电变压器的位置、布线的方式，对其进行合理的设计，从而保证负荷的平衡，从源头上做到均匀分配。

结语

综上所述，配电变压器三相电压不平衡会对电网产生严重的影响，该现象产生的原因主要有结构性因素、功能性因素和故障型因素，必须要做好对现象产生因素的分析，采取合理的措施改善不平衡的现象。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。。

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