开口三角电压升高及三相不平衡解决方法

附图1电磁式压变结构示意图

附图4 0Y 结线压变一次绕组电流分布图

附图2 压变励磁特性图

附图 3 尖顶波分解图

关于压变一次侧加装消谐电阻后二次开口三角电压升高及三相不平衡

的原因及解决办法

最近，一些用户的压变在安装了一次消谐电阻器后，发现压变开口三角两端电压升高很多，少数多达10~15V ，同时三相也出现不平衡。拆除消谐器后，开口三角的电压升高现象消失，因此认为是消谐电阻器的问题。下面对压变安装消谐器后，为什么开口三角两端电压会升高，产生电压升高很多的原因在哪里，采用哪些办法能够解决这些问题。 １ 零序回路中的三次谐波电流

消谐电阻器安装在压变中性点与地之间，消谐电阻上的电压是由压变励磁电流产生的，因此首先要分析励磁电流的波形。

1.1 电磁式压变励磁电流的波形

电磁式压变是由带有铁芯的绕组构成（如附图1）。

由于铁芯伏安特性具有非线性特征，当一次绕组接入电压所产生的磁通超过饱和点时，绕组中励磁电流m I 呈尖顶波状（如附图2）。若将尖顶波分解，可得基波及高次谐波。高次谐波中以三次谐波含量最高（如附图3）。由此可见，在压变制作时，所取磁通密度的高低（即铁芯的质量与用量）决定了谐波含量的多少。

1.2 基波和三次谐波的向量和

当0Y 结线的压变接入三相对称电压

?A

U 、

?B

U 、

?C

U 时，流过三相压变一次绕组0

Y 结线的励磁电流为?

Am I 、?

Bm I 、?

Cm I ，流过中

附图5 励磁电流基波向量图

附图6 励磁电流三次谐波向量图

性点的电流为

?0

I （如附图4）。

励磁电流可分解成基波和三次谐波，若基波的模

m I 1相同，故m Am I I 11=?

0° ，

m Bm I I 11=? -120°

m Cm I I 11=?

120°。 则流过中性点的基波电流

?

10

I =m I 1 0° +m I 1 -120° +m I 1 120° =0（如附图5）

而三相电路中三次谐波的角差为零度，即： m Am I I 33=?

3?0°

= m I 3 0° m Bm I I 33=?

3?(-120°

) = m I 3 -360° =m I 3 0° m Cm I I 33=?

3?120° = m I 3 360° =m I 3 0° 流过中性点的三次谐波电流

=?

30

I m I 3 0° + m I 3 0°

+m I 3 0° = 3?m I 3 0°（如附图6）

由上述分析可知：若三台压变伏安特性完全相同，仍有一定的三次谐波电流通过消谐电阻，在消谐电阻上

产生一定的三次谐波电压。而流过消谐器的电流在消谐器上会产生一个电压，于是中性点不在零位，从而出现三相不平衡。

２ 压变的励磁特性的优劣是开口三角两端电压升高的决定性因素 2.1 消谐器的伏安特性：

安装消谐电阻的目的是限制压变涌流和谐振，消谐电阻的阻值是经过大量计算和试验，并经过长期运行考验而来的，不能小，也不能大。

附表1 LXQ Ⅱ-10(6)型消谐器伏安特性表（注意，仅供参考，以创迪最新产品说明书为准） 2.2 电磁式压变励磁电流的三次谐波含量：

以常用的JDZJ-10型压变为例，有的生产厂家控制励磁电流大小，一般在二次绕组

)3100

(侧 加压，58V 时A 1.0I m ≤。换算到一次绕组)310000

(侧,mA 1I m ≤。用谐波分析

仪测量mA 1I m =的励磁电流三次谐波含量，)%25~20(13=I I (3I 为三次谐波，1I 为基波)。若对励磁电流不加控制，有的生产厂一次侧m I 达2~3mA ，其中)%50~40(13=I I ，通过消谐电阻器的三次谐波电流前者为mA 6.02.013=??。查附表1，V U 2400=左右，后者为

mA 34.05.23=??，查附表1，V U 6130=。

2.3 消谐电阻器上的电压作用于三相压变的零序回路，反映零序电压的压变开口三角两端的三次谐波电压为消谐电阻器上的电压除以变比。如附图7所示。励磁特性较正常的压变开口三角两端电压V U 2.47.57/24030==，励磁特性差的压变，V U 6.107.57/6133==，前者一般可以接受，后者过高不能接受，说明开口三角电压过高是压变励磁特性不好造成的。

附图7 压变电气结线示意附图

３ 改善方法

① 采用励磁电流小于1mA(一次绕组)的压变。 ② 采用三只励磁特性基本一致的压变组成一组。

③ 在压变开口三角两端安装“三次谐波限制器”。消谐器的可选件，南京创迪电气有限责任公司专业生产，可以配合市场上所有的一次消谐器使用，有效降低开口三角谐波电压，并且抑制PT 中性点不平衡电压，从而大大减少三相不平衡程度。该产品具体产品请参考南京创迪消谐器说明书(https://www.sodocs.net/doc/9b11316297.html, 可以下载)，该装置由用户根据情况选用。

三相不平衡损耗计算

农村低压电网改造后低压电网结构发生了很大的变化，电网结构薄弱环节基本上已经解决，低压电网的供电能力大大增强，电压质量明显提高，大部分配电台区的低压线损率降到了11%以下，但仍有个别配电台区因三相不平衡负载等原因而造成线损率居高不下，给供电管理企业特别是基层供电所电工组造成较大的困难和损失，下面针对这些情况进行分析和探讨。 一、原因分析 在前几年的农网改造时，对配电台区采取了诸如增添配电变压器数量，新增和改造配电屏，配电变压器放置在负荷中心，缩短供电半径，加大导线直径，建设和改造低压线路，新架下户线等一系列降损技术措施，也收到了很好的效果。但是个别台区线损率仍然很高，针对其原因，我们做了认真的实地调查和分析，发现一些台区供电采取单相二线制、二相三线制，即使采用三相四线制供电，由于每相电流相差很大,使三相负荷电流不平衡。从理论和实践上分析，也会引起线路损耗增大。 二、理论分析 低压电网配电变压器面广量多，如果在运行中三相负荷不平衡，会在线路、配电变压器上增加损耗。因此，在运行中要经常测量配电变压器出口侧和部分主干线路的三相负荷电流，做好三相负荷电流的平衡工作，是降低电能损耗的主要途经。 假设某条低压线路的三相不平衡电流为IU、IV、IW，中性线电流为IN，若中性线电阻为相线电阻的2倍，相线电阻为R，则这条线路的有功损耗为ΔP1=（I2UR+I2VR+I2WR+2I2NR）×10-3 （1） 当三相负荷电流平衡时，每相电流为（IU+IV+IW）/3，中性线电流为零，这时线路的有功损耗为 ΔP2=■2R×10-3 （2）

三相不平衡负荷电流增加的损耗电量为 ΔP=ΔP1-ΔP2=■（I2U+I2V+I2W-I2UI2V-I2VI2W+I2WI2U+3I2N）R×10-3 （3）同样,三相负荷电流不平衡时变压器本身也增加损耗,可用平衡前后的负荷电流进行计算。由此可见三相不平衡负荷电流愈大，损耗增加愈大。 三相负荷电流不平衡率按下式计算 K=■×100 （4）■代表平均电流 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%。可见若不平衡，线损可能增加数倍。据了解，目前农村单相负荷已成为电力负荷的主要方面，农村低压线路虽多为三相四线，但很多没有注意到把单相负荷均衡的分配到三相电路上，并且还有一定数量的单相两线、三相三线制供电。按一般情况平均测算估计，单相负荷的线损可能增加2～4倍，由此可知，调整三相负荷平衡用电是降损的主要环节。 三、现场调查分析、试验情况 实践是检验真理的标准，理论需要在实践中验证。2004年我们在庄寨供电所检查分析个别台区线损率高的原因,发现庄寨供电所杨小湖配电台区损耗严重,我们重点进行了解剖分析: 该台区配电变压器容量为100kV·A，供电半径最长550m，由上表得该配变台区267户用电量12591kW·h，没有大的动力用户，只有1户轧面条机，户均月用电46.98kW·h，低压线损一直17%左右，用钳流表测量变压器出口侧24h电流平均值为： IU=9A,IV=15A,IW=35A,IN=21A。三相负荷电流不平衡率计算为： K=■×100%=■×100%=35.59%

开口三角电压保护整定值计算

什么是开口三角形 开口三角形是指中性点不接地系统中电压互感器三相的三个二次绕组的接法，三相二次绕组按三角形接线连接，但最后有一点不连上，即构成开口三角。 此处没法作图，说一下：就是对电压互感器三相的三个二次绕组“a -x”、“b -x”、“c -x”，开口三角就是“a -x”的x 与“b -x”的b 相连，“b -x”中的x 与“c -x”的c 相连，从“a -x”的a 与“c -x”x 引出电压；这个没有完全闭合的三角形就是开口三角形，从这开口三角形引出的电压Ua-x ，就是开口三角电压。 正常情况下，开口三角上没有电压，当发生系统单相接地时，电压互感器一次绕组就会有一相上无电压，造成对应的二次绕组上也无电压，则开口三角上就会出现电压。通过检测开口三角上的电压，就可以知道高压系统是否有接地现象，这在系统上被称为“接地监察” 本装置电容器组按招标数据单要求，必须具备不平衡电流保护（或不平衡电压保护）功能。根据电容器组单台中性点不接地单星接线方式，本设备采用了“开口三角电压保护”实现不平衡电压保护。开口三角形即将电压互感器一次侧与单星接线的每相电容器并联，将互感器的二次线圈接成三角形，但将三角形的最后一个“角”不联接，构成从原理图上看即构成一个开口的三角形。正常情况下，三角开口上没有电压，而当发电容器发生故障时，将引起相间电压的不平衡，从而在三角的开口上形成电压输出，该电压也称为“零序电压”，该电压可做为电容器的保护动作信号。这种方式的优点是不受系统接地故障和系统电压不平衡的影响，也不受三次谐波的影响，灵敏度高，安装简单，可检测到单台电容器故障并实现保护，是电容器组经常与熔断器配合使用的不平衡保护方式之一。 1.1. 设计要点 在正常情况下，由于电机三相绕组、三相电容客观存在的不平衡，以及电网电压的不对称，开口三角存在着不平衡零序电压。为防止保护系统发生误动作，必须对开口三角电压保护整定值（只有一台电容器因故障切除时的开口电压输出值）进行计算、验证，确保其与正常不平衡零序电压之比不小于预定的可靠系数。 1.1.1. 开口三角电压保护整定值计算 开口三角电压公式如下： lm y ch dz K N U U = ex ch U K K M N K U 2)(33+-=

分析主变纵差动保护不平衡电流原因及解决方法

分析主变纵差动保护不平衡电流原因及解 决方法 摘要：本文从对变压器纵差保护原理进行阐述的基础上，较详细地分析了纵差保护不平衡电流的形成原因，并提出了解决变压器纵差保护中不平衡电流的方法。 关键词：主变；纵差保护；不平衡电流；解决方法 前言：纵差动保护是变电站主变压器的主保护，它灵敏度高、选择性好，在变压器保护上运用较为成功。但是变压器纵差保护一直存在励磁涌流难以鉴定的问题，虽然已经有几种较为有效的闭锁方案，又因为高压输电线路长度的增加、静止无功补偿容量的增大以及变压器硅钢片工艺的改进、磁化特性的改善等因素，使得变压器纵差保护所固有原理性矛盾更加突显。 一、变压器纵差保护原理 纵差保护作为变压器内部故障的主保护，将有许多特点和困难。变压器具有两个或更多个电压等级，构成纵差保护所用电流互感器的额定参数各不相同，由此产生的纵差保护不平衡电流将比发电机的大得多，纵差保护是利用比较被保护元件各端电流的幅值和相位的原理构成的，根据KCL基本定理，当被保护设备无故障时恒有各流入电流之和必等于各流出电流之和。当被保护设备内部本身发生故障时，短路点成为一个新的端子，此时电流大于“0”，但是实际上在外

部发生短路时还存在一个不平衡电流。事实上，外部发生短路故障时，因为外部短路电流大，特别是暂态过程中含有非周期分量电流，使电流互感器的励磁电流急剧增大，而呈饱和状态使得变压器两侧互感器的传变特性很难保持一致，而出现较大的不平衡电流。因此采用带制动特性的原理，外部短路电流越大，制动电流也越大，继电器能够可靠制动。 另外，由于纵差保护的构成原理是基于比较变压器各侧电流的大小和相位，受变压器各侧电流互感器以及诸多因素影响，变压器在正常运行和外部故障时，其动差保护回路中有不平衡电流，使纵差保护处于不利的工作条件下。为保证变压器纵差保护的正确灵敏动作，必须对其回路中的不平衡电流进行分析，找出产生的原因，采取措施予以消除。 二、纵差保护不平衡电流分析 1、稳态情况下的不平衡电流 变压器在正常运行时纵差保护回路中不平衡电流主要是由电流互感器、变压器接线方式及变压器带负荷调压引起。 （1）由电流互感器计算变比与实际变比不同而产生。正常运行时变压器各侧电流的大小是不相等的。为了满足正常运行或外部短路时流入继电器差动回路的电流为零，则应使高、低压两侧流入继电器的电流相等，即高、低侧电流互感器变比的比值应等于变压器的变比。但是，实际上由于电流

浅谈三相电压不平衡

浅谈三相电压不平衡 摘要：三相电压不平衡是电力系统运行中的常见非正常现象，本文浅析了中性点接地与非接地的三相系统在正常、事故情况下产生电压不平衡基本理论知识；三相电压不平衡对电力系统以及电力用户的危害；从理论上探讨了改善三相电压不平衡的切实可行措施方法；并给出了三相电压不平衡的国家执行标准。 关键词：电压不平衡不平衡危害改善措施标准 0 引言 在市场经济不断深化，国家电网公司提出建设”一强三优”的现代企业的战略目标的形势下，电能质量问题备受电力供应企业与电力用户的关注。提供优质的电能是电力企业的责任，然而随着国民经济的蓬勃发展，电力网负荷急剧增大，特别是冲击性、非线性负荷容量的不断增长，使得电网发生电压波形畸变、电压波动与闪变和三相不平衡等电能质量问题。这些特征量是评定电能质量的重要指标，三相电压不平衡在电力系统正常运行与异常运行情况下均有出现，而且长时间不平衡严重影响系统正常运行，甚至损坏电气设备，所以保证三相电压平衡更具有重要意义。 1正常运行的三相电压不平衡 三相导线的不对称排列可能使各相导线对地电容不相等而引起三相电压不平衡。设三相对地电容为Ca、Cb、Cc，对于中性点非直接接地系统，由于导线换位不良所造成的不对称电压Upd，当考虑各相绝缘的对地泄露电阻时，不平衡电压Upd为： Ca、Cb、Cc--系统的三相对地电容 假设三相电压平衡，各相泄漏电阻相等，即ra=rb=rc，则 系统采用中性点经消弧线圈接地可补偿对地电容不相等而引起三相电压不平衡问题，则不平衡电压如下[1]： 消弧线圈接地系统正常运行时电压不平衡的大小与补偿度有关，补偿度越小，中性点电压越高，三相电压愈不平衡；补偿度等于零，即谐振补偿时，中性点的电压最高即电压不平衡情况越严重。因此，一般规定补偿度选取原则是过补偿5～30%，欠补偿20～30%。 当消弧线圈调谐不当和系统对地电容处于串联谐振状态时，会引起中性点电压过高，从而引起三相对地电压的严重不平衡。这种由零序电压引起的三相电压不平衡并不影响三相线电压的平衡性，因此不影响用户的正常供电，但对输电线、变压器、互感器、避雷器等设备的安全是有威胁的，必须加以控制。

PT开口三角电压

ENR-DRY型电容电流测试仪使用说明书 保定市伊诺尔电气设备有限公司

目录 １．概述------------------------------------------3 ２．测量基本原理----------------------------------4 ３．性能指标--------------------------------------4 ４．测量接线及注意事项----------------------------5 ５．操作方法--------------------------------------6 ６．ENR-DRY-2面板说明----------------------------6 ７．界面显示--------------------------------------7 ８．保护功能及其显示------------------------------8 ９．附件------------------------------------------9 １０．售后服务--------------------------------------9 保定市伊诺尔电气设备有限公司 2

１．概述 对于中性点不接地电网，当对地电容电流过大时将对系统的安全运行造成严重威胁，因此规程规定对地电容电流大于一定数值时必须装设消弧线圈进行补偿。为选择合适的消弧线圈容量或对已安装的老式消弧线圈进行调节，首先要对系统的对地电容电流进行测量。 对地电容电流进行测量方法有直接接地法和间接测量法，直接接地法是在系统中人为制造单相接地故障，直接测量接地线流过的电流。该方法操作多、接线复杂、危险程度高，且易引发绝缘薄弱点击穿造成两相短路事故，一般不轻易采用。间接测量法是采用外加电容的方法，虽可避免直接接地法可能引发事故的弊端，但测量时仍然要与一次侧打交道，同样存在操作多、接线复杂、危险程度高的缺点。 为解决上述问题，我公司技术人员经多年努力，研制成功“DRY-2型电容电流测量仪”，只需将母线PT开口三角的两端子与仪器信号输出端子连接，按下“测量”按钮，即可准确的测出系统对地电容电流，方便、快捷、安全。 该仪器的操作面板上有一个电源开关、两个输出端子和三个操作按钮。输出端子用于输出电流；有三个操作按钮“复位”、“设置”、“测量”。整个操作方法非常简单，将电流输出线接入PT的开口三角后，打开电源开关，然后按“设置”按钮选择相应的系统电压（从6kV－10kV-35KV－66kV－1kV－3kV循环显示），按下“测量”按钮，几秒钟后测量结果就显示出来，再次按下“测量”键可进行重复测量。测量结果包括系统电容、容抗和电容电流。 该测量仪的主要特点有： 保定市伊诺尔电气设备有限公司 3

不平衡电流产生的原因

不平衡电流产生的原因 1励磁涌流的影响 变压器在正常运行时，它的励磁电流只流过变压器的电源测，因此，通过电流互感器反映到差动回路中就不能被平衡。在正常情况下，变压器励磁电流不过为变压器额定电流的 2% ～3%；在外部故障时，由于电压降低，励磁电流也相应减少，其影响就更小。在实际整定时可以不必考虑。 但是，在变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，则可能产生数值很大的励磁涌流，其数值可达变压器额定电流的6～8倍。励磁涌流中含有大量的非周期分量和高次谐波分量。励磁涌流的大小与合闸瞬间外加电压的相位，铁芯中剩磁的大小和方向以及铁芯的特性有关。若正好在电压最大值时合闸，则不会出现励磁涌流，而只有正常时的电流。但对于三相变压器而言，由于三相电压相位不同，无论在任何瞬间合闸，至少有两相要出现程度不同的励磁涌流。励磁涌流可分解成各次谐波，以二次谐波为主，同时在励磁涌流波形中还会出现间断角。励磁涌流的波形如图2。 2绕组连接方式不同的影响 变压器各侧绕组的连接方式不同,如双绕组变压器采用Y,d接线,三绕组变压器采用Y,y,d 接线时,各侧电流相位就不同。这时，即使变压器各侧电流互感器二次电流大小能相互匹配，但不调整，相位差也会在差动回路中产生很大的不平衡电流。 3实际变比与计算变比不同的影响 由于电流互感器选用的是定型产品，其变比都是标准化的，很难与通过计算得出的变比相吻合，这样就会在主变差动回路中产生不平衡电流。 4改变调压档位引起的不平衡电流及克服措施 电力系统中带负荷调整变压器分接头是调节系统电压的重要手段。改变调压档位实际上就是改变变压器的变比。而差动保护已按照某一变比调整好，当分接头改换时，就会产生一个新的不平衡电流流入差动回路。此时不可能再用重新选择平衡线圈匝数的方法来消除这个不平衡电流，这是因为变压器的分接头是经常在改变，而差动保护的电流回路在带电时是不可能进行操作的。因此，对由此产生的不平衡电流，通常是根据具体情况提高保护动作的整定值加以克服。 5型号不同产生的不平衡电流 由于变压器各侧电流互感器的型号不同，它们的饱和特性和励磁电流（归算到同一侧）就不相同，因此，在差动回路中所产生的不平衡电流也就较大。 转子一点接地保护 转子一点接地保护反应发电机转子对大轴绝缘电阻的下降。顾名思义，转子一点接地就是转子上只有一个点与地接触了，发电机转子一点接地后励磁回路对地电压将有所升高。在正常情况下，励磁回路对地电压约为励磁电压的一半。当励磁回路的一端发生金属性接地故障时，另一端对地电压将升高为全部励磁电压值，即比正常电压值高出一倍。在这种情况下运行，当切断励磁回路中的开关或一次回路的主断路器时，将在励磁回路中产生暂态过电压，

开口三角

开口三角 这种接线方法在三相五柱式电压互感器上使用较多，也就是在电压互感器的次级除了有一个三相绕组以外还有一个辅助绕组，其接法是将三相按照首尾相连的方式连接好，但是第一相的头和最后一相的尾并不连在一起，而起接一个电压继电器，该继电器在电路三相运行正常时向量和是零，因此继电器不动作，而当电路中有接地时，三相电压的向量和不为零了，有电压产生，达到继电器定值后继电器动作。 这个概念是供电中的。开口三角形是指中性点不接地系统中电压互感器三相的三个二次绕组的接法，三相二次绕组按三角形接线连接，但最后有一点不连上，即构成开口三角。此处没法作图，说一下：就是对电压互感器三相的三个二次绕组“a-x”、“b-x”、“c-x”，开口三角就是“a-x”的x与“b-x”的b相连，“b-x”中的x与“c-x”的c相连，从“a-x”的a与“c-x”x引出电压；这个没有完全闭合的三角形就是开口三角形，从这开口三角形引出的电压Ua-x，就是开口三角电压。正常情况下，开口三角上没有电压，当发生系统单相接地时，电压互感器一次绕组就会有一相上无电压，造成对应的二次绕组上也无电压，则开口三角上就会出现电压。通过检测开口三角上的电压，就可以知道高压系统是否有接地现象，这在系统上被称为“接地监察” 用来测量零序电压，匝数是相绕组的13。 开口三角形端电压等于三相对地电压的向量和的13。 当三相对地电压平衡时，向量和等于零，开口电压为零。 当发生一相接地时，向量和等于3线电压，开口电压等于线电压，越限报 警。 当一相高压熔丝熔断时，向量和等于线电压，开口电压等于相电压，越限报警。 将三相按照首尾相连的方式连接好，但是第一相的头和最后一相的尾并不连在一起，形成一个开口，电路三相运行正常时向量和是零，因此开口的电压矢量和为0，而当电路中有接地时，三相电压的向量和不为零了，有电压产生。 图上是一个星形接法，一个开口三角接法

变压器三相负荷不平衡原因分析及防范措施

变压器三相负荷不平衡原因分析及防范措施 发表时间：2018-06-11T15:06:54.410Z 来源：《河南电力》2018年2期作者：张璇 [导读] 变压器三相负荷不平衡，可能使低压电网的三相负荷不平衡度加大，这不仅关系到供电可靠性和稳定性，还会增加低压线路线损，使变压器出力下降。 （国网山西省电力公司太原供电公司山西太原 030012） 摘要：变压器三相负荷不平衡，可能使低压电网的三相负荷不平衡度加大，这不仅关系到供电可靠性和稳定性，还会增加低压线路线损，使变压器出力下降。因此变压器台区三相负荷不平衡问题应当引起重视。 关键词：变压器三相负荷不平衡；原因；防范措施 一、变压器三相负荷不平衡引起的麻烦 某地区多个台变多次出现一相总熔断器熔丝烧断的情况，利用用电采集系统采集配变的三相负荷数据，均为三相负荷不平衡引起，随着夏季用电负荷的不断增加，这种不平衡的情况也突显出来，随之带来抢报修以及服务热线诉求工单的数量猛增，给企业的优质服务带来影响。 在线损合格台区整改提高工作中也发现，因三相负荷的不平衡也会造成台区线损率的增加。在三相负荷不平衡度较大的情况下，在配电变压器中性点不接地或接地电阻达不到技术要求时，中性点将发生位移造成中性线带有一定的电压，从而加大线路电压的电压降，降低功率的输出，线路供电电压偏低，尤其是线路末端的电压远远超出电压降的允许范围，直接导致用户的用电设备不能正常工作，电气效能降低，同时极大的增加了低压线损率。通过用电采集系统提供的相关数据证明，一般情况下三相负荷不平衡可引起低压线损率升高2%～10%，三相负荷不平衡度若超过15%，则线损率显著增加，不平衡度越高对低压线损率的影响越大，如不平衡度超过30%，通过计算影响低压线损可以达到3%～6%。而事实上由于城乡用户受经济条件的制约和家用电器普及率的逐年提高，三相负荷不平衡度情况越来越严重，目前通过用电采集系统提供的数据计算，每天三个用电高峰期三相负荷不平衡度超过10%的占总综合变台区的60%，不平衡度超20%的台区数占总台区的40%，不平衡度超过30%的台区数占台区的26%。不平衡度越大的台区供电线路末端用户普遍反映电压偏低，而低压线损率也普遍反映较大。在低压三相负荷不平衡度的影响下，使配电变压器处于不对称运行状态，造成配电变压器的负载损耗和空载损耗增大，而影响到10kV线损率。 二、三相不平衡对变压器的影响 （1）三相不平衡将增加变压器的损耗 变压器的损耗包含空载损耗和负荷损耗，正常情况下变压器运行电压基本不变，即空载损耗是一个恒量。而负荷损耗则随着变压器运行负荷的变化而变化，且与负荷电流的平方成正比。当三相负荷不平衡运行时，变压器的负荷损耗可看成三只单相变压器的负荷损耗之和。 （2）三相不平衡降低了配电变压器的出力 配电变压器容量的设计和制造是以三相负载平衡条件确定的，如果三相负载不平衡，配电变压器的最大出力只能按三相负载中最大一相不超过额定容量为限，负荷轻的相就有富裕容量，从而使配电变压器出力降低。例如100kVA配电变压器，二次额定电流为144A，若Ia为144A，Ib、Ic分别为72A，配电变压器的出力只有67％。 （3）三相不平衡可能造成烧毁变压器的严重后果 上述不平衡时重负荷相电流过大（增为3倍），超载过多，可能造成绕组和变压器油的过热。绕组过热，绝缘老化加快；变压器油过热，引起油质劣化，迅速降低变压器的绝缘性能，减少变压器的寿命。（温度每增加8度，使用年限将减少一半，甚至烧毁绕组。 （4）三相负荷不平衡运行会造成变压器零序电流过大，局部金属件温升增高 在三相负荷不平衡运行下的变压器，必然会产生零序电流，而变压器内部零序电流的存在，会在铁芯中产生零序通磁，这些零序通磁就会在变压器的油箱壁或其它金属构件中构成回路。但配电变压器设计时不考虑这些金属构件为导磁部件，则由此引起的磁滞和涡流损耗使这些部件发热，致使变压器局部金属件温度异常升高，严重使将导致变压器运行事故。 三、影响变压器三相负荷不平衡的原因 三相负荷不平衡发生的原因主要是管理上存在薄弱环节，由于在对配电变压器三相负荷的分配上存在盲目性、工作随意性，以及运行维护人员对配电变压器三相负荷管理的责任心不到位，农村用电动力、照明的混用，尤其是居民用电单相负荷发展时无序延伸，用户用电情况不好掌握等客观因素，而在管理中又由于缺乏有效的监测、调整和考核机制，导致目前农村综合变压器三相负荷处于不平衡状态下运行。 四、防止变压器负荷不平衡运行采取的措施 （1）加强配电变压器负荷不平衡运行管理。运维班安排专人负责利用用电采集系统定期进行三相不平衡电流测试，并结合台区责任人的现场测量情况，按季度考核变压器三相负荷不平衡度的情况，把它列入考核项目，以提高农电管理人员搞好三相负荷平衡的自觉性和积极性。负荷每月至少进行一次测量，特殊情况下（如高峰负荷期间，负荷变化较大时等）可增加测量次数，对配电变压器负荷状况做到心中有数，并完善相关记录台帐，为调整配电变压器负荷提供准确可靠的数据。 管理人员应熟悉台区的每个用户用电情况、设备安装地点、用电能量变化情况，特别是注意大功率用电设备数量和容量等，看其分布在那相上。然后根据情况及时调整负荷。 （2）改造配电网，加强对三相负荷分布控制。在改造台区供电方案前，要了解所改造台区的负荷变化规律和负荷分配情况，对所改造的台区进行现场勘察，掌握负荷分布情况，同时绘制台区负荷分配接线图，并严格按三相负荷平衡的原则进行布线，尽量使三相四线深入到各重要负荷中心。配电变压器设置于负荷中心，供电半径不大于500m，主干线、分支干线均采用三相四线制供电，5户以上居民尽量不采用单相供电，中性线导线截面与其它相线截面一致，以减少损耗，消除断线的事故隐患。同时制定台区负荷分配接线图，做到任何一

电动机三相电流不平衡的原因及处理方法

电动机三相电流不平衡的原因及处理方法 l 当三相电源基本对称时，异步电动机在额定电压下的三相空载电流，其任何一相与平均值的偏差不得大于平均值的10％。因此，只有在三相电压不平衡程度过大，或电动机本身存在故障的情况下，电动机才会出现较大的三相电流不平衡。三相异步电动机运行时出现三相电流不平衡时，其可能原因有： (1)三相电源电压不平衡而引起电动机的三相电流不平衡； (2)电动机绕组匝间短路； (3)绕组断路(或绕组并联支路中一条或几条支路断路)； (4)定子绕组内部分线圈接反； (5)电动机三相绕组的匝数不相等。 三相异步电动机如由于上述原因而产生三相电流不平衡故障时，可采用以下方法处理： (1)用电压表测量三相电源电压如确系不平衡时，则应找出原因子以排除； (2)对于电动机绕组匝间短路故障，首先可观察绕组端部有无因高温使线圈烧焦、变色的地方，或闻到绝缘烧焦的气味。当目测观察找不出匝间短路位置时，可用短路侦察器进行检查。如果线圈内存在匝间短路，则串接在短路侦察器线圈回路的电流表读数就将明显增大； (3)绕组的断路故障可用万用表或电桥表测量三相电阻进行检查，电动机绕组三相电阻的最大差值不得超过三相电阻平均值的3%；

(4)检查定子绕组部分线圈接反故障，可对某相绕组施加以低压直流电压，并沿铁心槽面用指南针逐槽检查其极性。如果指南针在每个极相组上的指示方向依次按N、S、N、S改变，则表示绕组的接法正确；反之，即表明某极相组被接反；如果指南针放在同一极相组内邻近的几槽槽面上，其方向变化不定，则说明该极相组内可能有个别线圈嵌反或接错。对接错或嵌反的极相组与线圈，均应按绕组展开图或接线原理图的接法予以更正； (5)对于三相绕组匝数不相等的故障，则可将各相首、尾端串联通电，并用电压表分段测量电压降。先测量每相电压是否相等，再测量不正常一相的各极相组电压是否相等，最后测量不正常极相组内各线圈电压是否相等，这样就可最终找到匝数有错误的线圈。

三相电压、电流不平衡的影响

三相电压不平衡度是指三相系统中三相电压的不平衡程度，用电压或电流负序分量与正序分量的均方根百分比表示。三相电压不平衡（即存在负序分量）会引起继电保护误动、电机附加振动力矩和发热。额定转矩的电动机，如长期在负序电压含量4%的状态下运行，由于发热，电动机绝缘的寿命将会降低一半，若某相电压高于额定电压，其运行寿命的下降将更加严重。 我国目前执行的GB/T 15543—1995《三相电压允许不平衡度》规定了电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为2%，同时规定了短时的不平衡度不得超过4%，其短时允许值的概念是指任何时刻均不能超过的限制值，以保证继电保护和自动装置正确动作。对接入公共连接点的每个用户引起该点正常电压不平衡度允许值一般为1.3% 。 大部分用户在使用过程中发生的三相电力不平衡主要原因如下： 1）太偏重于单相负载使各相之间发生不平衡； 2）系统的无效电力，高次谐波电流使各相之间发生不平衡； 3）机器接触端子及电缆接触不良导致另外的不平衡； 4）外部环境的人力，电力导致不平衡的发生； 三相不平衡对负载的影响： 1）电压不平衡的发生导致达到数倍的电流不平衡的发生； 2）诱导电动机中逆扭矩增加使温度上升，效率降低，损失增加，发生震动，输出节减等影响； 3）各相之间不平衡的发生带来缩短机器寿命和加快机器及部品交替周期和增加了设备维持补修的费用； 4）断路器容许电流的余量减少，负载变更时或负载交替时发生超载、短路； 5）中性线中流入过大的不平衡电流所以中性线增粗； 三相负载不平衡运行对变压器的危害 1）三相负载不平衡将增加变压器的损耗； 2）三相负载不平衡运行会造成变压器零序电流过大，局部金属件温升增高； 三相负荷不平衡对线损的影响 采用三相四线制供电方式，由于用户较为分散，线路较长，如果三相负荷不平衡，将直接增加电能在线路的损耗：当三相负荷平衡时线损最小；当一相负荷重，两相负荷轻的情况下线损增量较小。 当一相负荷重，一相负荷轻，而第三相的负荷为平均负荷的情况下线损增量较大；当一相负荷轻，两相负荷重的情况下线损增量最大。 当三相负荷不平衡时，不论何种负荷分配情况，电流不平衡度越大，线损增量也越大。 为此在三相四线制的低压网络运行中，应经常测量三相负荷并进行调整，使之平衡，这是降损节能的一项有效措施，对于输送距离比较远的配电线路来说，效果尤为显著。 三相电压不平衡度是指三相电力系统中三相电压的不平衡程度，用电压负序分量与正序分量的方均根值百分比表示；测量时需要在系统正常运行的最小运行方式下，负荷不平衡度最大的时候测量；按上一版国标规定（网上也能查到新国 标），电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为2%，短时不得超过4%。接入公共连接点的每个用户引起该点正常电压不平衡度允许值一般为1.3% 。

三相不平衡度

三相不平衡度 三相不平衡度在三相电力系统中指三相不平衡的程度，用电压、电流的负序基波分量或零序基波分量与正序基波分量的方均根百分比表示。 一、定义 国家标准《GB/T15543-2008电能质量三相电压不平衡》（下称“国标”）对三相不平衡度及相关定义如下： 不平衡度unbalance factor 在三相电力系统中三相不平衡的程度，用电压、电流的负序基波分量或零序基波分量与正序基波分量的方均根百分比表示。电压、电流的负序不平衡度和零序不平衡度分别用εu2、εu0、εi2、εi0表示。 电压不平衡voltage factor 三相电压在幅值上不同或相位差不是120°，或兼而有之。 正序分量positive-sequence component 将不平衡三相系统的电量按对称分量法分解后其正序对称系统中的分量。 负序分量negative-sequence component 将不平衡三相系统的电量按对称分量法分解后其负序对称系统中的分量。 零序分量zero-sequence component 将不平衡三相系统的电量按对称分量法分解后其零序对称系统中的分量。 公共连接点point of common coupling 电力系统中一个以上用户的连接处。 二、电压不平衡度限值 电网正常运行时，公共连接点电压不平衡度限值为： εU2≯2%，短时（3s~1min）εU2≯4%。

接于公共连接点的每个用户引起的电压不平衡度限值为： εU2≯1.3%，短时（3s~1min）εU2≯2.6%。 三、不同的计算方法 1、三相不平衡度的国标计算方法 国标定义的三相不平衡度需要知道三相相电压的大小和相位，运算较复杂。此外，在三相三线制系统中，相电压不易测量，电机试验电参数测量多数属于这种情况，可参考其它相关标准。以下汇集了国标及相关标准对三相不平衡度的计算方法。 2、三相不平衡度的国标简化计算方法 对于没有零序分量的三相系统，国标推荐的三相不平衡度的简化计算方法如下： 3、三相不平衡度的IEEE std936-1987计算方法

三相不平衡的程度

1主题内容与适用范围 本标准规定了三相电压不平衡度的允许值及其计算、测量和取值方法。 本标准适用于交流额定频率为50Hz电力系统正常运行方式下由于负序分量而引起的公共 连接点的电压不平衡。 2术语、符号 2.1不平衡度ε unbalance facor ε 指三相电力系统中三相不平衡的程度，用电压或电流负序分量与正序分量的方均根值百分比表示。电压或电流不平衡度分别用εu或εI表示。 2．2正序分量Positive—sequence component 将不平衡的三相系统的电量按对称分量法分解后，其正序对称系统中的分量。 2．3负序分量negative—sequence component 将不平衡的三相系统的电量按对称分量法分解后，其负序对称系统中的分量。 2．4公共连接点Point of common coupling 电力系统中一个以上用户的连接处。 3电压不平衡度允许值 3.1电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为2％，短时不得超过4％(取值见附录A)。

电气设备额定工况的电压允许不平衡度和负序电流允许值仍由各自标准规定，例如旋转电机按GB755《旋转电机基本技术要求》规定。 3．2接于公共接点的每个用户，引起该点正常电压不平衡度允许值一般为1．3％，根据连接点的负荷状况，邻近发电机、继电保护和自动装置安全运行要求，可作适当变动、但必须满足3．1条的规定。 4用户引起的电压不平衡度允许值换算电压不平衡度允许值一般可根据连接点的正常最小短路容量换算为相应的负序电流值，为分析或测算依据；邻近大型旋转电机的用户，其负序电流值换算时应考虑旋转电机的负阻抗。有关不平衡度的计算见附录B。 5不平衡度的测量(见附录A) 附录A不平衡度的测量和取值(补充件) A1本标准中ε值指的是在电力系统正常运行的最小方式下负荷所引起的电压不平衡度为最大的生产(运行)周期中的实测值。例如炼钢电弧炉应在熔化期测量；对于日波动负荷，可取典型日24h测量。 A2本标准规定的正常ε允许值，对于波动性较小的场合，应和实测的五次接近数值的算术平均值对比；对于波动性较大的场合，应和实测值的95％概率值对比，以判断是否合格。其短时允许值是指任何时刻均不能超过的限值。

开口三角电压保护整定值计算

开口三角电压保护整定 值计算 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

什么是开口三角形 开口三角形是指中性点不接地系统中电压互感器三相的三个二次绕组的接法，三相二次绕组按三角形接线连接，但最后有一点不连上，即构成开口三角。 此处没法作图，说一下：就是对电压互感器三相的三个二次绕组“a-x”、“b-x”、“c-x”，开口三角就是“a-x”的x与“b-x”的b相连，“b-x”中的x与“c-x”的c相连，从“a-x”的a与“c-x”x引出电压；这个没有完全闭合的三角形就是开口三角形，从这开口三角形引出的电压Ua-x，就是开口三角电压。 正常情况下，开口三角上没有电压，当发生系统单相接地时，电压互感器一次绕组就会有一相上无电压，造成对应的二次绕组上也无电压，则开口三角上就会出现电压。通过检测开口三角上的电压，就可以知道高压系统是否有接地现象，这在系统上被称为“接地监察” 本装置电容器组按招标数据单要求，必须具备不平衡电流保护（或不平衡电压保护）功能。根据电容器组单台中性点不接地单星接线方式，本设备采用了“开口三角电压保护”实现不平衡电压保护。开口三角形即将电压互感器一次侧与单星接线的每相电容器并联，将互感器的二次线圈接成三角形，但将三角形的最后一个“角”不联接，构成从原理图上看即构成一个开口的三角形。正常情况下，三角开口上没有电压，而当发电容器发生故障时，将引起相间电压的不平衡，从而在三角的开口上形成电压输出，该电压也称为“零序电压”，该电压可做为电容器的保护动作信号。这种方式的优点是不受系统接地故障和系统电压不平衡

三相电压不平衡度

三相电压不平衡度 1主题内容与适用范围 本标准规定了三相电压不平衡度的允许值及其计算、测量和取值方法。 本标准适用于交流额定频率为50Hz电力系统正常运行方式下由于负序分量而引起的公共连接点的电压不平衡。 2术语、符号 2.1不平衡度ε unbalance facor ε 指三相电力系统中三相不平衡的程度，用电压或电流负序分量与正序分量的方均根值百分比表示。电压或电流不平衡度分别用εu或εI表示。 2．2正序分量Positive—sequence component 将不平衡的三相系统的电量按对称分量法分解后，其正序对称系统中的分量。 2．3负序分量negative—sequence component 将不平衡的三相系统的电量按对称分量法分解后，其负序对称系统中的分量。 2．4公共连接点Point of common coupling 电力系统中一个以上用户的连接处。 3电压不平衡度允许值 3.1电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为2％，短时不得超过4％(取值见附录A)。 电气设备额定工况的电压允许不平衡度和负序电流允许值仍由各自标准规定，例如旋转电机按GB755《旋转电机基本技术要求》规定。 3．2接于公共接点的每个用户，引起该点正常电压不平衡度允许值一般为1．3％，根据连接点的负荷状况，邻近发电机、继电保护和自动装置安全运行要求，可作适当变动、但必须满足3．1条的规定。 4用户引起的电压不平衡度允许值换算

电压不平衡度允许值一般可根据连接点的正常最小短路容量换算为相应的负序电流值，为分析或测算依据；邻近大型旋转电机的用户，其负序电流值换算时应考虑旋转电机的负阻抗。有关不平衡度的计算见附录B。 5不平衡度的测量(见附录A) 附录A不平衡度的测量和取值(补充件) A1本标准中ε值指的是在电力系统正常运行的最小方式下负荷所引起的电压不平衡度为最大的生产(运行)周期中的实测值。例如炼钢电弧炉应在熔化期测量；对于日波动负荷，可取典型日24h测量。 A2本标准规定的正常ε允许值，对于波动性较小的场合，应和实测的五次接近数值的算术平均值对比；对于波动性较大的场合，应和实测值的95％概率值对比，以判断是否合格。其短时允许值是指任何时刻均不能超过的限值。 为了实用方便，实测值的95％概率值可将实测值(不少于30个)按由大到小次序排列舍弃前面5％的大值，取剩余实测值中的最大值；对于日波动负荷，也可以按日累计超标时间不超过72min，且每30min中超标时间不超过5min来判断。 A3不平衡度测量仪器应满足本标准的测量要求。每次测量，一般按3s方均根取值，对于离散采样的测量仪器，推荐按下式计算： (A1) 式中：εk——在3s内第k次测得的不平衡度； m——在3s内均匀间隔取值次数(m≥6)。 对于特殊情况，由供用电双方另行商定。 仪器的电压不平衡度测量的绝对误差不超过0．2％；电流不平衡度测量的绝对误差不月过1％。

相四线不平衡电流计算

N线的电流为10+20+30-3*10=30A 因为,每相10A可在零线上,实现三相归零,那就只剩下L1、L2的10+20=30A的电流.又因相对相是380V,如L1、L2没有零线,它们的电压为380V.但有零线时,它们的各相的10A串联在380V上,各负载只承担了190V,但对零电压有220V,比相对相的电压要高,所以它挑高电势的走了.剩下的L1的10A,别无选择,更会经零线走了. 所以经过零线的有30A. 在低压三相四线制（380/220V）供电中系统，零线的作用是什么？零线断线时有什么后果？

变压器二次侧中性点直接接地称为工作接地，由于中性点直接与大地零电位连接。因此，引出的中性线称为零线 即TN-C系统（三相四线制供电系统）中的PEN线。在 三相四线制(380/220V)供电系统中零线的主要作用是: 1、在三项负载不平衡的情况下,零线导通,不平衡电流流回中性点,从而使供电系统的线电压、相电压基本保持平衡。 2、当采用保护接零的电气设备绝缘损坏发生碰壳时,短路电流将通过零线构成回路。由于零线阻抗较小，所以短路电流将很大，它促使保护装置迅速动作以断开电源，从而起到保护作用。 3、零线还是单相220V电气设备的电源回路。如下图所示在三相负载不平衡（A相负载最小、B相负载稍大、C相负载最大）的情况下，零线一旦断线将产生严重后果。 分析如下 1、当零线在a点发生断线时，凡连接在断开点以后的单相负载，其火线、零线都带电。 但没有电压，因此，负载无法正常工作。 2、当零线在b点发生断线时，接在断开点以后的B相（L2）和C相（L3）的单相负载相当于串联后接在B、C两相（380V）上，造成负载大的C相电压低，负载小的B相电压高。如果B相和C相负载一样大，则B相和C相负载各承受电压190V。 3、当零线在c点发生断线时，由于没有零线导通不平衡电流，为维持三相电流的矢量和等于零，其中性点必将向负载大的C相方向位移，造成三相电压不平衡，即负载大的C相电压低，而负载小的A相电压高。三相负载不平衡程度越严重，中性点位移量越大，三相电压不平衡程度也越严重。 4、由于零线断线造成的三相电压畸形，使电气设备工作特性发生变化。电压过低无法工作，电压过高将缩短使用寿命，甚至烧毁设备造成经济损失。 5、零线一旦断线，采用保护接零的电气设备将失去保护，设备一旦漏电，将会造成人身触电。这时，即使设备不漏电，由于零线本身带有危险电压使设备外壳带电，同样会造成人身触电事故。在低压三相四线制（380/220V）供电系统中，由于单相负载的存在，必然造成三相负载不平衡。为保证零线的安全性和可靠性，规程规定零线电流不得超过相线电流的25%，在主干零线上不得装设开关和熔断器，零线的截面不得小于相线截面的1/2 三相四线不对称电路绝不能省去中性线，这样就是相电压加在负载上。如果没有中性线，电路将变成不对称星形电路，负载所承受的电压为线电压。电阻大的用电分压多就有可能被烧毁，电阻小的用电器分压小就有可能不工作。

三相不平衡的原因、危害以及解决措施!

三相不平衡是电能质量的一个重要指标，虽然影响电力系统的因素有很多，但正常性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。由于三相负荷的因素是不一定的，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。不仅如此，其对供电点上的电动机也会造成不利的影响，危害电动机的正常运行。 配电网三相不平衡的原因 1、三相负荷的不合理分配。 很多的装表接电的工作人员并没有专业的对于三相负荷平衡的知识概念，因此在接电的时候并没有注意到要控制三相负荷平衡，只是盲目和随意的进行电路的接电荷装表，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II经常出现的拆迁，移表或者用电用户的增加； 临时用电和季节性用电的不稳定性。这样在总量上和时间上的不确定和不集中性使得用电的负荷也不得不跟随实际情况而变化。 3、对于配变负荷的监视力度的削弱。 在配电网的管理上，经常会忽略三相负荷分配中的管理问题。在配电网的检测上，对配电变压器的三相负荷也没有进行定期的检测和调整。 除此之外，还有很多因素造成了三相不平衡的现象，例如线路的影响以及三相负荷矩的不相等等。

三相不平衡的危害 1、增加线路的电能损耗 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。 2、增加配电变压器的电能损耗 配电变压器是低压电网的供电主设备，当其在三相负载不平衡工况下运行时，将会造成配变损耗的增加。因为配变的功率损耗是随负载的不平衡度而变化的。 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、配变产生零序电流 配变在三相负载不平衡工况下运行，将产生零序电流，该电流将随三相负载不平衡的程度而变化，不平衡度越大，则零序电流也越大。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。