10kV配电变压器关口电压三相不平衡原因分析

10kV配电变压器关口电压三相不平衡原因分析

王巍

（江苏省电力公司射阳县供电公司江苏射阳224300）

摘要：随着地区经济发展，人民生活水平不断提高和农村家用电器迅速普及，客户对电压质量要求也越来越高。2015年，江苏省电力公司对全面消灭“低电压”提出了明确要求，消除用户“低电压”问题已成为供电企业改善电网电压质量、提高优质服务水平的一个重要环节。笔者在低电压处理过程中遇到配变关口电压曲线不尽相同，笔者就这差异化做个浅要分析。

关键词：电压质量；接线方式；技术改进

0引言

电压质量是供电质量的一项重要指标，《供用电营业规则》第5章第54条明确要求“在电力系统正常状况下，供电企业供到用户受电端的供电电压允许偏差为：220V单相供电的，为额定值的+7%，-10%”。近年来，随着农村居民生活水平的不断提高，一些大功率的家用电器（如空调、电饭煲、取暖器等）也迅速普及，但一些早期建设的农村低压线路由于导线细、供电半径长、配变容量小等多种原因，从而致使部分380V~200V线路末端电压质量达不到要求。所以说，做好农村220V用户电压质量低（简称“低电压”）情况的分析整改工作，不仅是法律上的要求，同时也是供电企业提高优质服务水平、树立良好社会形象的重要举措。

1、两种配变关口电压曲线的比较

从上面两幅图可以看出，图一显示三相电压大幅波动，三相严重不平衡，台区关口出现低电压，甚至出现部分时段一相越上限，一相同时越下限的现象，关口电压波动幅度已显然超出10kv母线电压波动幅度。图一下面的用户显然很容易出现低电压现象。而图二显示，配变关口电压三相对称，该台区下面的用户出现低电压概率显然非常低。

2、出现此配变关口三相不平衡电压的原因分析

（1）变压器在不平衡运行时比平衡运行时损耗大。

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。

假设某条低压线路的三相不平衡电流为、、，中性线电流为，假设中性线电阻为相线电阻的倍，相线电阻为，则这条线路的有功损耗为：

（2）三相电流不平衡，对接线方式为Yyn0的配变低压出口电压影响很大，即负荷电流大的一相内部压降大，导致配变出口电压低，而负荷电流小的一相出口电压高。但是，对于接线方式为Dyn11的配变，无论负荷如何不平衡，对出口电压影响很小，基本没影响。

对于Dyn11接线中由于一次零序磁通的去磁，使铁芯中合成零序磁通很小，在箱变低压侧三相负荷不平衡时，由于零序电流和三次谐波电流可以在高压绕阻的闭合回路内流通，每个铁心柱上的总零序磁势和三次谐波磁势几乎等于零，所以低压中性点电位并不漂移，故对出口电压的影响很小；

对于Yyn0接线，当三相负载不对称运行时，变压器二次侧的三相电流不对称，在中性线中产生零序电流。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，如图1所示，图1中UA、UB、UC是三相对称电压。当三相对称运行时，中心点电压UN=0；当三相不对称运行时，U'N≠0，UA>UB>UC，可以看出二次侧的相电压将出现不对称问题，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，所以导致出口电压的偏差也就越大。

据实测数据发现，同容量的配变Yyn0接线零序阻抗比Dyn11接线大8～10倍.这样在同样的零序电流下，零序电压前者比后者大8～10倍，从而造成Yyn0接线配变中性点产生较大偏移，相电压不对称程度严重.。

3、两种接线方式配变的优缺点比较

Dyn11：

1）Dyn11结线，具有输出电压质量高、中性点不漂移、防雷性能好等特点

2）Dyn11联结变压器的零序阻抗比Yyn0联结变压器小得多，有利于低压单相接地短路故障的切除。

3）在D联结绕组中的三次谐波环流能够在变压器中产生三次谐波磁动势，它与低压绕组的三次谐波磁动势平衡抵消；

4）3n次谐波励磁电流在其三角形结线的一次绕组内形成环流，不致注入公共的电网中；

5）Dyn11联结变压器允许中性线电流达到相电流的75%以上。因此，其承受不平衡负载的能力远比Yyn0联结变压器大。

6）当高压侧一相熔丝熔断时，Dyn11联结变压器另二相负载仍可运行，而Yyn0却不行。

Yyn0：

1）Yyn0接线，当高压熔丝一相熔断时，将会出现一相电压为零，另两相电压没变化，可使停电范围减少至1/3。这种情况对于低压侧为单相供电的照明负载不会产生影响。若低压侧为三相供电的动力负载，一般均配置缺相保护，故此不会造成动力负载因缺相运行而烧毁。

2）Yyn0联结变压器的一次绕组的绝缘强度要求比Dyn11联结变压器稍低，从制造成本稍低。

4、结束语

处理“低电压”专业化程度很强，对个人的业务知识、技能要求也很高，在生产一线岗位十三年使我深刻体会到了这一点，我将依然坚持在工作中学习，将理论应用于实践，并且始终站在学习应用总结提高的前沿，对工作中的问题及时发现、刻苦专研，不断提高专业化工作水平，为建设“一强三优”的现代化公司贡献自己的力量！

参考文献：

[1]江苏省电力公司.配电网技术导则实施细则[M].2012.

[2]方瑜.配电网过电压[M].中国电力出版社，1993.

作者简介：

王巍（1982-），男，本科，助理工程师，主要从配电线路管理工作。