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关于三相不平衡介绍

三相不平衡调节装置技术方案汇总

三相不平衡调节装置方案 1 产品研发背景目前，在国家电网公司中、低压配电网系统中，存在着大量的单相、不对称、非线性、冲击性负荷，三相负荷系统是随机变化的，这些负荷会使配电系统产生三相不平衡，三相负荷不平衡会导致供电系统三相电压、电流的不平衡，引起电网负序电压和负序电流，影响供电质量，进而增加线路损耗，降低供电可靠性。三相不平衡治理装置是专门针对上述问题而研发的一款产品，不同于传统的治理装置，它融合了半导体器件与接触器开关的优点，能够避免接触器开关在负荷投切瞬间产生的较大涌流和开通、关断时间间隔长的问题,使负载用户在负载换相投切过程中可正常供电；也能避免半导体器件长期运行带来的发热问题。配网三相不平衡治理装置的应用，将大幅提高配网运行稳定性和智能化，可对国网公司提出的建设坚强智能电网的要求起到很好的支撑作用。 2 产品技术参数

3 技术方案 3.1总体方案三相不平衡调节装置主要由主控制器与换相开关组成。主控制器是整个装置的控制核心，换相开关是装置的执行机构，它们之间通过GPRS无线通讯进行信息交互，相互配合完成对配网三相不平衡问题的治理。装置系统示意图如下所示。主控制器是整个装置的控制终端，每套装置只有一个主控制器。它负责采集整个装置的各种状态信息和数据，通过逻辑运算发出各种指令完成整个装置的操控。它检测配网总线的电压信号；接收换相开关上传的负载电流数据，计算负载平衡度及分布情况，通过分析计算给各个换相开关发出换相命令；接收换相开关上传的运行状态和故障信息，然后做出相应的控制操作。换相开关是装置的分支和执行机构，根据配变的容量与负载的分布情况不同可灵活选择换相开关的容量和数量。它负责采集负载电流数据，与自身的状态信息一起通过GPRS无线通讯上传给主控制器；接收主控制器的换相命令进行换相操作；接收主控制器的故障保护命令进行相应的操作；显示自身的运行状态信息。

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%

三相不平衡技术方案

BF-TSF三相不平衡动态无功补偿装置技术方案概述：目前，学校、商场、宾馆、饭店及综合办公楼等场所的用电情况，使用的多为单相(220V)电感性电器。单相负荷已经在低压配电网中占有相当大的比例,由于单相负荷投入的不同时性以及在低压电网建设改造和运行维护的不到位,导致了低压配电网三相负荷分配不平衡，由此对低压配电网的运行造成了一定的影响，本文对此进行了原因分析并提出一些切实可行的解决措施。，因自身功率因数较低，需要进行无功自动补偿，文章通过对无功自动补偿的性质和安装位置的分析，结合实际工程采用的情况，说明了在上述范围内(三相负载不平衡配电系统)采用分相分组电容补偿比其他补偿方式具有明显的实际效果和无可比拟的优越性。当前城乡配电网中大部分配电变压器均采用三相变压器，变压器出口三相负荷理论上应该达到对称，但是在低压配电网中存在大量的单相负荷,由于单相负荷分布的不均衡和投入的时间不同时性,使得三相负荷不平衡成为低压电网运行维护中一个比较突出的问题,笔者从电能质量和电网损耗两个方面来分析三相负荷不平衡所带来的影响,同时就此提出一些切实可行的解决措施. 1 三相负荷不平衡产生对电能质量的影响分析目前在10千伏配变的绕组接线都采用Dyn0或者采用Yyn0的接线方式，配变一次绕组无中性线、二次绕组中性线接地,并接有零线。在二次低压供电方式中一般采取3相4线制供电。配变低压侧3相负荷不平衡直接体现在3相负荷电流的不对称，从电机学的原理来分析3相不对称电流可以分解为对称的正序、负序、零序电流，也可以简单的看成是对称的3相负荷加上单相负荷负荷的叠加。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。同样根据简单的电路原理也可以分析出，由于在A、B、C相的负荷不等，所以在A、B、C三相上的电流也就不等，那么A、B、C三相电流矢量和一般不等于0,也就是在中性线上的电流一般不等于0,也即零线电流一般不等于0,在实际情况下,零线的电阻是不等于0的, 这样在零线上就存在电压,形成了中性点位移，导致了A、B、C相的相电压不对称，当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，所以导致电压的偏差也就越大。在城区配网中大多数低压负荷为照明和家用电器，这些都是单相负荷，同时用户的单相负荷的启用时间又不同时，所以三相电流的不平衡将会很明显，导致了某些用户的电压偏低，有些用户的电压偏高，特别是在夏天用电高峰期间，我们发现在有些配变的某一相上接了多台空调，在同时启动是就会产生单相电流严重超过其他两相，导致该相上的电压偏低，使有些用户的电器无法启动。这就是3相负荷不平衡导致3相电流、电压出现不对称的产生的原因。 2 三相负荷不平衡对线损的影响分析： 2.1 三相负荷不平衡造成低压线路电能损耗增大。

三相系统不平衡补偿的研究(图文)

三相系统不平衡补偿的研究 1.国内外三相平衡系统研究现状 1.1人工方面： (1) 完善基础资料：每年组织专人在春季绘制一次配电变压器网络图和负荷分配图, 把每个台区供出的各相上的用电户名、户数、电能表的型号等有关数据绘制成方便易查看的表格, 平时经常检查有无遗漏或新增用户,结合负荷变化情况及时更新。 (2) 加强测试：给专人配备钳形表,每月至少进行一次负荷测试,对配电变压器负荷状况做到心中有数,为调整配电变压器负荷提供准确可靠的数据。利用检修停电时间调整负荷。 (3) 加强用电管理：对临时用电，季节性用电，管理人员必须熟悉情况，如安装地点、用电量的变化情况等, 根据情况及时做好负荷调整工作。新增单相设备申请用电, 做好负荷的功率分配, 进行合理搭接, 尽可能均匀分配到三相电路上。注意大的三相四线制用户内部三相负荷平衡问题, 协助他们调整本单位三相负荷。 (4) 调整三相负荷做到“ 四平衡”：四平衡既计量点平衡、各支路平衡、主干线平衡和变压器低压出口侧平衡, 重点是计量点和各支路平衡, 可把用户平均用电量作为调整依据, 把用电量大致相同的作为一类, 分别均匀调整到三相上。由于三相同时引人负荷点比单相引入负荷点时损耗显著减少, 为了取得三相负载的对称, 应将三相线路同时引入负荷点, 尽量扩大三相四线制的配电区域, 减少单相供电干线长度, 接户线应尽量由同一电杆上分别从三相引下, 且三组单相接户线的负载应尽量平衡。 1.2新兴技术方面：（1）三相自动平衡器用于380 V 配电网中的平衡器的工作原理如下图所示，电流采样器采集配电网三相电流，通过模/数转换器将模拟信号转换为数字信号，经接口电路送至单片机进行比较，发出指令，输出放大后启动开关控制电路，将大电流相中一部分负载切换到小电流相，以降低（Pmax-Pmin），使三相电流不平衡度满足要求，实现三相相对平衡。当三相负载的变化未超过允许值时，平衡器不予调整，维持现状，以避免频繁切换。图1 三相自动平衡器的工作原理框图

三相不平衡治理-20180409

三相不平衡治理一、概述：三相不平衡是指在电力系统中三相电流（或电压）幅值不一致，且幅值差超过规定范围。各相负载分布不均、单相负载用电的不同时性、以及单相大功率负载接入是导致三相不平衡的主要原因，由于城市民用电网及农用电网中存在大量单相负载，使得当今三相不平衡现象普遍存在且尤为严重。电网中的三相不平衡会增加线路及变压器的铜损，增加变压器的铁损，降低变压器的出力甚至会影响变压器的安全运行，会造成因三相电压不平衡而降低供电质量，甚至会影响电能变的精度而造成计量损失。三种不平衡特征： 1、有功功率不平衡 2、无功功率不平衡 3、电流相位不平衡（有功无功组合不平衡）二、危害： 1.增加线路及配电变压器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，当相电流平衡的时候，系统的电能损耗最小。例如设某系统的三相线路、变压器绕组每相的总阻抗为Z（暂不记中性线），如果三相电流平衡，IA=100A，IB=100A,IC=1OOA,则；

总损耗=1002Z+1002Z+1002Z=30000Z。如果三相电流不平衡，IA=50A，IB=100A,IC=15OA，则；总损耗=502Z+1002Z+1502Z=35000Z。比平衡状态的损耗增加了17%。在最严重的状态下，如果IA=0A，IB=0A,IC=30OA，则；总损耗=3002Z =90000Z。比平衡状态的损耗增加了3倍。可见不平衡度愈严重，所造成损耗越大。 2.降低配变变压器出力以及增加铁损配变设计时，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。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

三相不平衡配电网损耗计算的新方法研究

三相不平衡配电网损耗计算的新方法研究发表时间：2019-10-24T10:57:08.483Z 来源：《电力设备》2019年第12期作者：杜秀王洁赵守成 [导读] 摘要：随着我国的经济在不断的提高，对于用电的需求在不断的加大，配电网普遍存在的三相不平衡问题给配电网的损耗计算带来了严重的困难，文中将小波神经网络应用于三相不平衡配电网的损耗计算，并利用粒子群算法对小波神经网络中的参数进行优化，通过配电网实例损耗计算的对比分析验证了文中方法的有效性和优越性。 (国网山西省电力公司朔州供电公司山西省朔州市 036002) 摘要：随着我国的经济在不断的提高，对于用电的需求在不断的加大，配电网普遍存在的三相不平衡问题给配电网的损耗计算带来了严重的困难，文中将小波神经网络应用于三相不平衡配电网的损耗计算，并利用粒子群算法对小波神经网络中的参数进行优化，通过配电网实例损耗计算的对比分析验证了文中方法的有效性和优越性。为分析配电网三相不平衡程度变化对配电网损耗的影响，对三相不平衡程度变化后的配电网损耗进行了计算分析，得出了配电网三相不平衡程度与其损耗之间的关系。文中方法可为三相不平衡下配电网的损耗计算及其经济运行提供有效的借鉴和技术指导。关键词：配电网;损耗计算;三相不平衡;小波神经网络;粒子群算法引言配电网三相不平衡度是衡量用户用电质量和供电所供电安全性的重要指标。配电网络三相不平衡度过高产生的主要影响包括：线路损耗增加；用电负荷随机变化，无法预测；影响用电安全；电动机效率降低；影响通信质量。同时，三相不平衡问题也会对计量仪表的精度产生影响。国家标准《电能质量三相电压允许不平衡度》明确规定，在正常情况下电网各级电压的三相不平衡度不大于2%，每个用户在公共连接点引起的三相电压不平衡度不得超过1.3%。所以，计算三相不平衡度既符合国家标准，又能够提高电能质量，提升电力企业效益。解决三相不平衡的问题需要对三相不平衡度进行精确计算，尽管国家标准对于电压不平衡度有详细的计算方式和规定，但是由于一些不可抗拒因素，电网数据在收集时出现了收集不到或者收集到了正常范围之外的数据，导致数据分析计算过程中出现“空数据”和“脏数据”影响数据分析准度，甚至会引发无法计算的严重后果。在此背景下，本文致力于解决数据分析计算三相不平衡度时消除“空数据”和“脏数据”的影响。 1电压三相不平衡产生的原因电力系统中，产生电压不平衡问题大致分为两种，一种是由发电机参数不对称或高电压等级三相不平衡传递至本级系统，造成本级系统三相不平衡，这是一种电压的渗透;另一种是由于本级负荷三相不对称，负荷向系统注入负序(零序)电流在系统阻抗上形成负序(零序)电压导致三相不平衡。本文不涉及由背景不平衡引起的三相不平衡，只讨论第二种情况。低压台区负序阻抗模型，其中U2为低压台区供电末端的负序电压，Ｒ2+jX2为供电变压器和输电线路的等效负序阻抗，Il2为流经输电线路负序电流，Iz2为流向负载的负序电流，Z2为负荷负序阻抗，Is2为负荷三相不平衡产生的负序电流。 2配电网损耗计算的小波神经网络模型由于单相负荷的存在及不同负荷之间差异性，配电网普遍存在着三相不平衡问题，而三相不平衡会使系统产生不平衡电流，使得配电网导线和变压器的损耗发生额外的增加，从而使得配电网损耗增大。配电网线路ABC各相的不平衡度可表示为: 式中，IP= (IA+IB+IC)/3为ABC三相电流有效值的平均值。配电网线路某时段的三相不平衡度可表示为: 式中，N为该时段电流计数的时刻总数，λAn、λBn、λCn为某时刻n的各相的不平衡度。传统配电网损耗计算方法需要众多元件和运行参数，但不同地区的配电网自动化程度不同，自动化程度较低的配电网相关运行参数获取困难，这给配电网损耗计算带来了严重的困难，而应用神经网络计算配电网损耗时需要的运行参数则要少得多，这给自动化程度低的配电网损耗计算带来了很大的方便，并且计算精度也有很大的保证。一定时段内的配电网损耗主要相关特征参量有:配电网有功供电量、无功供电量、变压器容量、导线长度、导线单位长度电阻、负载系数和配电网三相不平衡度等。 3避免“空数据”和“脏数据”的影响如何避免“空数据”和“脏数据”的影响，最好的办法就是不要让它们进入数据分析模型。在获取电力数据之后、进入数据分析模型之前，加入一步数据预处理工作，清洗掉数据当中的“空数据”和“脏数据”。最直截了当的方法是去除掉这个数据，使其不能进入数据分析模型影响计算结果。以这样的方式计算出结果后，“空数据”和“脏数据”点的三相不平衡度数据将无法呈现，可以根据无法呈现的点去追溯问题来源。这种方法也存在弊端，在某些需要分析连续结果或者对分析结果进行求平均值计算的情况下，会给新的数据分析传入空数据，如果再删除数据的话，会让新的数据模型中的数据不具有代表性。为解决上述问题，可以在数据预处理过程中将“空数据”和“脏数据”变成“正常数据”。这里的“正常数据”是指不影响或小程度影响数据分析模型准确度的数据。在数据预处理的过程中，将“空数据”和“脏数据”填充入“正常数据”，让“正常数据”代替原来的数据进入模型进行运算，不让后续的数据分析出现“空数据”的问题。“正常数据”的选择多种多样，可以是其它时间点的历史数据，可以是数据的平均值、中位数、众数等，不同数据的选择会影响数据分析后计算的结果的精度，选择一个好的“正常数据”填充能够不影响或小程度影响数据的分析结果，如果选择了不好的数据当作“正常数据”填充，对最后结果的影响可能是致命的。两种避免“空数据”和“脏数据”影响的方法。要根据使用场景的不同进行选择，一般情况下建议在简单数据运算的模型中使用第一种方法，在有多轮数据运算的模型中使用第二种方法，也可结合两种方法进行使用，具体场景具体分析，最终的目的都是为了避免“空数据”和“脏数据”带来的影响。 4三相不平衡度与配电网损耗的关系为获得配电网三相不平衡程度与配电网损耗的关系，需进一步分析不同程度三相不平衡下的配电网损耗值，对于三相不平衡的配电网线路，为更好地表示配电网的三相不平衡程度，对式(8)所示的各相不平衡度进行综合，采用如下公式来表征配电网的三相不平衡程度: 式中，N表示选取的代表日电流计数的时刻数，λAn、λBn、λCn分别表示该代表日某时刻n的A相不平衡度、B相不平衡度和C相不平衡度。在保证用户总用电量基本不变的前提下，采用电价优惠等人工干预措施来改变该配电网的三相不平衡程度，并利用本文改进等值电阻法来计算对应的配电网损耗值，。配电网的损耗会随着三相不平衡度λ的增大而增大，且增大的速率越来越大。因此，配电网

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

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

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。

HYSPC三相不平衡自动调节装置

- 3 - HYSPC 乾坤大挪移效果示意图从B 相引进100A ，转移到A 相、C 相各50A 使变压器的A 、B 、C 相输出均衡，避免了电能质量问题的发生。 HYSPC 三相不平衡自动调节效果示意图 a 有效治理因中线局部发热老化，甚至是火灾的风险； b 有效治理因局部电压不平衡，引起的设备误报警； c 有效治理因零地电压偏高而导致控制系统弱电设备烧毁的风险； d 不会增加有功损耗。 HYSPC - 100/400-4-W HYSPC 三相不平衡自动调节装置 3正常工作条件和安装条件 3.1环境温度：-10℃~ +40℃ 3.2相对湿度：5％～95％，无凝露 3.3海拔高度：≤1500m ，1500～4000m 之间，根据GB/T3859.2，每增加100m ，功率降低1%3.4环境条件：无有害气体和蒸汽，无导电性或爆炸性尘埃，无剧烈的机械振动 3.5户外安装：模块上下出风口至少要保留 15cm 空间，机柜前后至少保留60cm 空间以方便维护 2型号及含义户外 4：三相四线 3：三相三线电压等级：400V 容量: 35kvar 、70kvar 、100kvar 三相不平衡调节企业代码 HY SPC 100 / 400 - 4 - W 1概述及自动调节效果示意图低压配网中的三相不平衡是普遍存在的。在城网及农网中由于大量单相负荷的存在，三相间的电流不平衡现象尤为严重。电网中的电流不平衡会增加线路及变压器的损耗、降低变压器的出力、影响变压器的运行安全，还会造成零点漂移，导致三相电压不平衡，降低供电质量。针对上述情况，我公司本着优化电能质量、实现节能减排的目的，精心设计研发出了三相不平衡自动调节装置。该装置在额定容量内将零序电流滤除90%以上，三相不平衡度控制在10%以内。

三相不平衡电路零线电流计算方法详解

三相不平衡电路零线电流怎么计算作者：wanggq 有三根加热器，分别为10，20，30KW，星形连接在三相电源中，请问零线电流为多少？引用楼主的：有三根加热器，分别为10，20，30KW，星形连接在三相电源中，请问零线电流为多少？――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 这个问题比较简单。但是，在解答这个问题时，还是要先限定一些参数（即：先假设条件），以免发生歧义。下面的算法谨供网友们参考。根据楼主的题意设：三根加热器Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3是纯电阻元件，额定电压为220V，额定功率分别为10kw，20kw，30kw。电源是正弦对称三相四线制（220v / 380v）交流电源、且容量远大于负载总容量（即：可以忽略电源及包括中性线在内的输电线路对负载供电时的压降损失）。解：Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3联成星形电路，由于有中性线的存在，所以Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3都工作在额定220v电压下。它们各自的工作电流（有效值）为：Ｉ1＝10kw / 220V＝45.45A Ｉ2＝20kw / 220V＝90.91A Ｉ3＝30kw / 220V＝136.36A

给三根加热器的联结星点上的四个电流标定方向，设：Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3都是流进“星点”的电流，取正号，设：中性线上的电流Ｉn 是流出“星点” 的电流，取负号。正弦交流电的四种计算方法中有两种比较简单，它们是用复数来计算的解析法和用矢量图来计算的图解法。图解法比较容易理解，解析法比较精确。通常是两种方法配合使用，楼主提供的一组功率数据比较特殊。所以，用图解的方法也能得到很精确的结果：

由于楼主这个题目所给出的这一组功率数据较特殊，我们工人还有更简便的解法：

三相不平衡详解

三相不平衡详解三相不平衡：是指在电力系统中三相电流（或电压）幅值不一致，且幅值差超过规定范围。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非常的多，但正常性不平衡的情况大多是因为三相的元器件、线路参数或负荷的不对称。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三相不平衡的现象，损耗线路。一个三相平衡电路的三相电压源必须是正弦波，且频率相同，幅度相同，相位互差120度；三相的负荷阻抗相同且均为线性阻抗，因此三相的电流都是正弦波，且频率相同，幅度相同，相位互差120度。绝对的三相平衡是不存在的，实际的三相系统总是存在不同程度的不平衡现象。 ▍分类事故性不平衡：是由于三相系统中某一相（或两相）出现故障所致。例如一相或两相断线，或者单相接地故障等。这种状况是系统运行所不允许的，一定要在短期内排除故障使系统恢复正常。正常性不平衡：是由于系统三相元件或负荷不对称引起的。作为电能质量指标之一的“三相电压允许不平衡度”是针对正常不平衡运行工况而定的。 ▍机房设备用电三相负载不平衡造成的危害 1. 增加线路的电能损耗，大大降低配电变压器的供电效率。 2. 低压总配电输配电能力减少。

3.三相负载严重不平衡时，将导致技术机房配电柜总开关处于临界额定值运行，影响电缆的安全运行，使配电系统处于不安全运行状态。 4.影响播出设备的安全运行。三相电源负载不平衡会产生零序电流，零线电位偏移，导致三相电压不稳，严重时会损坏播出设备。 5.技术机房内三相电源负荷不平衡将造成技术电源和UPS电源资源利用率大大降低。 ▍三相供电合理分配及三相负荷不平衡度计算在低压电网中，三相线路的导线截面积相同，当三相负荷电流大小不等时，负荷电流大的一相线路压降将增大，端电压降低，造成中性点偏移。当三相负荷严重不平衡时，一旦中性线断线，就会造成三相相电压严重不平衡，电压髙的一相就会把用电设备烧坏,而电压低的一相用电器也不能正常工作。所以，在单相用电负荷线路的配电系统中，应尽量做到三相负荷基本平衡，尽量减小负荷的不平衡度。在设计三相负荷时，要计算负荷的不平衡度。有关资料介绍，最大相负荷及最小相负荷的不平衡度，要求控制在15%以下。最大相负荷不平衡度d 大和最小相负荷不平衡d 小的实用计算，计算公式为：公式中：P 大—— 最大相负荷的功率（KW） P小——最小相负荷的功率（K W） ∑p—三相负荷总功率（KW）如总用电量为25KW，采用三相供电L1相，L2相和L3相所分配的负荷分别为9KW、8.5KW和7.5KW。分别计算最大负荷和最小负荷的不平衡度。按公式计算：根据计算，最大负荷相和最小负荷相的不平衡度都小于15%，所以三相负荷分配基本合理。

配变三相不平衡解决方案及控制策略

配变三相不平衡解决方案及控制策略发表时间：2018-07-02T11:46:01.237Z 来源：《电力设备》2018年第8期作者：刘宝娟袁林涛[导读] 摘要：现阶段，我国的经济发展的十分的迅速，电力工程的发展也有了很大的提高。国网山东省电力公司枣庄供电公司山东枣庄 277100 摘要：现阶段，我国的经济发展的十分的迅速，电力工程的发展也有了很大的提高。当前，农村部分地区仍然存在着台区三相负荷不平衡现象，特别是季节性、时段性用户用电时间不统一造成配变三相负荷不平衡，通过人工调整三相负荷平衡是很难实现的，要实现真正三相负荷平衡，必须采用自动化方式完成，采用自动调节三相负荷平衡也解决了因台区负荷分布变化、新增用户等原因造成的三相负荷不平衡现象。自动调节三相不平衡装置的推出是适应当前智能电网建设要求，通过调整三相负荷分配，降低三相负荷不平衡率，可以有效平衡低压线路电流，解决偏负荷相电流大压降高的问题，从而提高末端电压，降低线损。关键词：配变三相不平衡；解决方案；控制策略引言三相不平衡使我们评价电能质量的重要指标。就目前而言，当前造成三项不平衡的因素主要可以分为事故性和正常性两种类型，其中事故性的主要诱因是电路系统故障，而正常性则是由三相元件、线路参数以及负荷等因素的不对称引起的。属于允许长期存在或长时间存在的三项不平衡现象。在低压电网中，配电变压器是中心枢纽，而三相负荷的平均分配则是确保电能质量、为用电单位输出高安全系数电能的重要保障。近年来，国家采取了诸多措施改变农村等偏远地区低压电网状况，使配电台区的供电能力和电压质量有了一定程度的提高。但三相负荷不平衡这一问题仍将导致低压电网的可靠性与稳定性降低、电能质量差、线损率与故障率高，甚至影响电力系统的安全运行。 1基本概念在电路理论中，根据供电是系统的电量是否对称将其分为了对称系统和不对称系统。其中对称系统表示的电动势、电压以及电流等数值大小相等，而且彼此的相互移动角度均为2π/m。此外，根据多相系统是否平衡的特点，又可以将其分为多相平衡系统和多相不平衡系统与不平衡的，两者的根本区别在于电路系统中的功率是都根据时间的变动而变动，若变动，则是不平衡系统，若不变动，则是平衡系统。最后，我们还应该明白系统不对称的多相系统并不是衡量其是否平衡的标准。例如，在不对称二相系统中，其主要组成单元为两个大小相等，夹角互为90度角的电动势，这种电路的对称性与平衡性则是相互对应。而在单相系统中，其功率受时间变化的影响，波动范围为:p1+1/cosφ，p1－1/cosφ。其中p代表系统的有功功率。这种电路的对称性和平衡性则不能对应。但是，本文的主要目的是为了论述三相系统的不平衡，所以将“不平衡”和“不对称”定义为同种含义。 2配变三相不平衡的危害 2.1影响电能质量、危及安全对电能质量的影响主要体现在由于中性点漂移引起三相电压不对称。当配电变压器在三相负荷不对称运行时，变压器次级线圈发生三相电流运行异常，异常现像导致中性线产生零序电流。此类现状下，使得三相电流电压对称性出现异常，三相电流中性点产生位移，这时将出现三相电压不对称的电能质量问题。当配电变压器长期处于不平衡运行时容易造成如下问题：1）低压相电用电户电器设备，因电压异常现象无法正常应用。高压相电用电户，电器设备则因电压变动存在设备烧坏的可能性。2）三相电流运行异常，造成中性线出现零序电流。零序电流的移动，导致中性线产生电流。最终造成中性线路熔断，相电压运行失效，转换为线电压。此类现状下，对于用电设备以及操作人员的人身安全，都造成了较大的危害。3）电流负荷较大区域，最终用电线路在供电的过程中，产生了大量的热能。热能现象使得用电线路绝缘性快速降低，最终造成人员触电等危害。4）三相电流不平衡运行时间加长，超负荷区域负载超限。最终造成相电导线熔断，电器设备烧毁。严重时可能造成变压器设备的爆炸等后果，严重影响电网的安全运行。 2.2配变产生零序电流配变在三相负荷不平衡工况下运行，将产生零序电流，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，则铁芯中将产生零序磁通(高压侧没有零序电流)，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，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。配变的绕组绝缘因过热而加快老化，导致设备寿命降低，同时，零序电流的存在也会增加配变的损耗。 2.3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。当线路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。 3配变三相不平衡的控制措施 3.1换相控制策略基于台区配变终端的三相不平衡治理系统换相控制策略是关键。配变终端根据设定的周期定时计算三相不平衡率，当计算值大于设定的三相不平衡门槛值时，将对分散安装的换相开关进行控制换相。首先找出配变低压侧三相电流中的最大值及其所在相序、最小值及其所在相序以及中间值所在相序，然后查寻是否有换相开关所带负荷位于配变低压侧三相电流最大值和中间值所在相序，若无本轮调节结束。若存在则遍历所有符合条件的换相开关，将换相开关负荷所在相序为转出相、配变低压侧三相电流中的最小值所在相序为转入相，计算出转换后的三相不平衡率，该值小于转换前的三相不平衡率则存入可控队列。 3.2预测控制策略换相开关根据采集的电流值，实时调整不平衡负载的方式节能效果最好，但换相动作过于频繁会给用户生活带来干扰，例如引起白炽灯跳闪等现象发生。预测控制策略是基于用户历史负荷数据，采用时间序列分析、模糊理论等算法对未来负荷变化情况作出预测，在凌晨等非高峰时段调整换相开关，避免在用电高峰期的频繁换相给居民生活带来影响。系统对用电随机性的准确预测是影响治理效果的主要因素，换相开关的提前或滞后动作减少了对用户的影响，但总体来说牺牲了节能效果。 3.3加强对配变的监测，形成闭环管理

三相不平衡调节装置技术方案建议书汇总

机械尺寸 400*350*150(宽*高*深)mm 重量 10kg 环境温度 -25~45℃ 环境湿度 0~95%，无凝露海拔 ≤1000m 换相开关额定电压 AC380V 额定频率 50Hz 额定电流 100A 最大允许电流 150A 换相时间 ≤10ms 通讯接口 GPRS/RS485 绝缘电阻 ﹥1M Ω 绝缘强度 2000V AC ，60s 外壳防护等级 IP54 机械尺寸 250*500*200(宽*高*深)mm 重量 15kg 环境温度 -25~45℃ 环境湿度 0~95%，无凝露海拔 ≤1000m 3 技术方案 3.1总体方案三相不平衡调节装置主要由主控制器与换相开关组成。主控制器是整个装置的控制核心，换相开关是装置的执行机构，它们之间通过GPRS 无线通讯进行信息交互，相互配合完成对配网三相不平衡问题的治理。装置系统示意图如下所示。