浅析低压配网三相不平衡的影响因素及治理措施

浅析低压配网三相不平衡的影响因素及治理措施

周衍

(广东电网有限责任公司惠州大亚湾供电局广东惠州516000)

摘要：文章介绍了低压配网中三相平衡的意义，分析低压配网中三相不平衡的影响并针对迫切需要解决的降低低压配网线损、避免低电压的问题，对治理方法进行探究。

关键词：低压；配网；线损；三相不平衡；措施

０引言

随着技术的进步，配网的硬件设施也在不断进行升级和改造。当前农村的低压配网多基于三相原理来进行供电，通过新技术实现的供电方式能有效提升供电的稳定性和有效性，但在供电过程中很容易出现三相负荷不平衡问题，严重影响配网的供电质量，增加线路损耗。

１低压配网中三相平衡的意义

三相电力系统主要由三相电源、三相负载以及三相输电线路组成，保证低压配网中三相用电平衡能有效降低前期的建设成本，使得输电质量得以保证。低压配网三相负荷一旦出现不平衡现象，那么本来均衡的电流及电压会出现明显偏移，严重影响三相中某设备的正常运转，提升了线路损耗。低压配网的三相负荷均衡能有效保证用户电能稳定性，只有三相负荷均衡，供给用户的电能才符合相关标准，即用户的相关设备不会因电压扰动而无法正常运行。总之，当前在低压配网中保证三相用电均衡是一项非常重要的因素，有关部门和相关企业需重视三相负荷均衡，加强管理和定期的检查维护工作，确保电压输送的稳定性。

２低压配网中三相不平衡的影响

２．１电能质量的影响

（１）三相负荷不平衡易影响供电电能的质量。三相负荷出现不平衡，首先会造成中性电压的偏移，从而导致变压器两侧出现严重的电荷不均衡，影响用户端的电能质量。

（２）低压配网三相不均衡会影响线路中性线的质量，一旦线路中性线出现问题，原并联在回路中的相关设备就会以串联的形式出现在供电网络中。而串联形式中，电压是根据设备自身电阻大小来分配的，也就是说电阻越大的分配的电压越高，电阻越小的分配的电压越低。如果设备的功率较小，而电阻非常大，那么就极易被烧毁，严重影响用户的正常用电。

（３）低压配网三相不均衡必然会使部分供电设备承受的电压明显高于其它两相，长期运行就会出现温度升高的情况，使得设备寿命大幅降低，如果没有及时发现并处理，就会引发故障，严重的会导致火灾的发生，威胁人员安全，造成重大损失。

２．２线路损耗的影响

目前，配网多采用铝作为原材料，因为铝的电阻系数相比于其它的金属材料低，且经济效益明显。但是铝作为原材料来建设配网线路，如果线路距离过长就会产生较大的线路损耗。而低压配网三相不均衡会增加线路损耗的原因是部分电压会分配到中性线上，而中性线是存在部分电阻的，从而会产生不必要的线路损耗。某低压配电线路采用三相系统，假设用电负荷为纯电阻，由３根导线相连，每根导线连接的用电器电阻为３Ω，中性线电阻也为３Ω，流过３根导线的电流分别为５０、２０、２０Ａ，则假定流过中性线的电流为６０Ａ，由此可计算出该配网中相关线路损耗的总功率Ｗ＝Ｉ２Ｒ＝５０２×３＋２０２×３×２＋６０２×３＝２０７００ｋＷ。假定低压配网络三相均衡，即流过每根导线的电流都为３０Ａ，那么计算出的线路损耗为３０２×３×３＝８１００ｋＷ。通过对比可知，低压配网三相负荷均衡产生的线路损耗要比三相不均衡产生的线路损耗低２０７００－８１００＝１２６００ｋＷ。也就是说，低压配网三相不均衡会大大提升线损，会对电能的稳定输送和可持续发展等造成严重影响，不利于供电企业的发展。

总之，低压配网三相不均衡对输送电能的质量及线路损耗等都产生了较大影响，应加强管理和技术上的革新，使得三相配网能均衡运行，从而保障社会和经济效益双赢。

3低压配网中三相不平衡的治理措施

3．1采用增强型无功补偿装置

在实际电力系统中，三相不平衡和无功功率经常同时出现，静止无功发生器(SVG)采用大功率电力电子与控制技术，能够动态补偿系统无功，同时具有调整三相电流的功能。其原理是通过控制直流侧电容器把一相的负荷功率转移到另外一相来实现三相不平衡的治理，例如，三相电流分别为A相5A，B相10A，C相15A，SVG能够将C相的5A电流直接转移到A相来平衡三相电流。SVG的控制方式分为不平衡电流控制和动态无功补偿控制，既能调整总线三相电流，又能动态补偿系统无功。从SVG的原理分析来看，在额定电流范围内(目前主要规格为75A和100A)能够很好地平衡三相电流，SVG往往安装在配电变压器的低压侧进行集中补偿，尽管能够较好地调整变压器出口电压、电流的电能质量，改善变压器运行状态，但沿线路布局的三相负荷不平衡问题并没有得到根本解决，线路损耗和终端负荷的电压质量问题，甚至是低电压问题依然存在。此外，SVG的调节能力有限，最大可转移电流为100A，同时受到设备可靠性，损耗、受环境温度影响，且设备造价和后期维护成本较高，因此SVG虽然已经在配变上投入使用，但并不是解决三相不平衡问题的最佳选择。

3．2手动调整接线，均分负荷

工作实际中，通常结合用户用电负荷与历史抄表记录，并根据计量自动化系统在线监测数据，通过手动调整电表接入低压主线的相位，以尽量均分负荷，加强三相负荷分布控制。该方式缺点显而易见:手动调整，效率低下，不便捷，且操作具有一定的危险性;需要停电操作，影响供电可靠性;无法根据负荷变化实时动态调整，对于动态变化的负荷，效果并不明显。

3．3手动调整开关，均分负荷

手动调整开关由1只DZ20型低压三相断路器和3只ＲC1A型瓷插式熔断器组成。将3只熔断器进线端分别接在三相断路器出线的A、B、C三相上，出线端相互连接在一起，和中性线一起接入单相表箱的进线端，同一时刻只连接1只，即只导通一相。在换相时，不需要将整个配电台区线路停电，只将三相断路器断开，将连接的一只熔断器插头插入到相应相线的插座上后，恢复断路器到闭合送电状态。与2．2所用方案相比，该方案有一定优势:无需手动接线，操作性相对便捷。但同样存在无法根据负荷变化实时动态调整的缺点，依赖运维人员的关注与调整，缺乏智能性。

3．4晶闸管复合式换相开关

晶闸管复合式换相开关(以下简称智能换相开关)是一种能在不中断用户供电的情况下，自动对负荷进行换相的开关，也是一种带通讯控制功能的智能换相开关。它通常安装在低压分支线所带的电表前，在三相四线制系统中，三相输入，单相输出，形成一个供电端口，导通情况下任何时刻只能有一相导通，其余两相处于分断状态，可通过监控系统远程控制或本地控制实现供电电源相位的调整，此外，在配变侧设有总控制器，总控制器与每一个智能换相开关具备通讯功能，总控制器电流互感器采集三相电流值，配合各端口智能电表的实时负荷进行动态切换，以此保证低压配电网主线三相负荷的平衡分布。各端口的换相开关智能控制换相开关切换，总控制器识别出最大和最小电流相，同时计算出需要调整的电流大小，然后从最大电流相上的各个端口的换相开关中选择电流满足切换条件的1个甚至几个，将其切换至电流最小的一相上，使得总线三相电流达到平衡。随着电力线路载波技术的发展，远程控制、数据采集与通信变得更容易实现，这些技术为由智能换相开关构建智能控制系统提供有力保障。采取这种方法能够实时动态的调整三相负荷的接入，从根源上解决了低压配电网三相不平衡所带来的高线损、低电压等问题。

3．5加强管理

对于相关部门，应重视配网的日常管理，通过制定有关政策来约束供电企业的日常事务，保证供电企业在配网建设和后期维护过程中能按照标准规范的程序来进行，使企业重视低压配网三相均衡问题。

对于供电企业，应建立健全相关管理措施，提升管理力度，加强日常事务中的监管，同时建立专门监管小组，确定监管小组的工作机制和工作形式，使其在配网日常检修中能发挥效用；定期检查三相系统的运行情况，对于运行过程中出现的问题应及时处理，保证三相系统的负荷均衡。在检查过程中，若出现某地区三相负荷不均衡情况，则应及时发现问题所在，调整线路的相关结构，使该地区的线路负荷均衡。

对于企业的技术人员，应不断提升专业技能和素养，在日常检修和维护的过程中，及时发现某地区出现的低压配网三相不均衡的问题所在，通过不断学习来提升自身的能力。

对于用户端，应专门派遣有关人员定期对用户进行实际用电情况调查，统计低压用户数，最终在线路结构调配过程中能合理划分高压用户和低压用户，从而有效提升低压配网稳定性，降低配电线路出现三相不均衡情况的概率。

４结束语

综上所述，本文从当前低压配网的三相负荷不均衡问题出发进行探究和分析，低压配网出现三相不均衡会严重制约企业的发展，影响用户用电的稳定性。对此，相关部门和企业应加强监管，提升技术研发，保证三相系统的稳定运行，从而确保用户的稳定用电。

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