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三相不平衡的概念,危害及解决方法(二)
点击次数:1102 发布时间:2017-03-11

今天小编接着上一篇博文给大家继续来给大家分享,今天呢要给大家普及的知识就是三相不平衡的危害,一起来看看吧!

 

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电能损耗


三相四线制结线方式,当三相负荷平衡时线损zui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zui大。当三相负荷不平衡时,无论何种负荷分配情况,电流不平衡度越大,线损增量也越大。

 

三相补偿相量图

 

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。


在生产、生活用电中,三相负载不平衡时,使变压器处于不对称运行状态。造成变压器的损耗增大(包括空载损耗和负载损耗)。根据变压器运行规程规定,在运行中的变压器中性线电流不得超过变压器低压侧额定电流的 25%。此外,三相负载不平衡运行会造成变压器零序电流过大,局部金属件升温增高,甚至会导致变压器烧毁。

 

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zui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。

配变接法


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。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,零序电流的存也会增加配变的损耗。

 

5.影响用电设备的安全运行。

 

配变是根据三相负载平衡运行工况设计的,其每相绕组的电阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。当配变在三相负载平衡时运行,其三相电流基本相等,配变内部每相压降也基本相同,则配变输出的三相电压也是平衡的。


假如配变在三相负载不平衡时运行,其各相输出电流就不相等,其配变内部三相压降就不相等,这必将导致配变输出电压三相不平衡。同时,配变在三相负载不平衡时运行,三相输出电流不一样,而中性线就会有电流通过。因而使中性线产生阻抗压降,从而导致中性点漂移,致使各相相电压发生变化。负载重的一相电压降低,而负载轻的一相电压升高。在电压不平衡状况下供电,即容易造成电压高的一相接带的用户用电设备烧坏,而电压低的一相接带的用户用电设备则可能无法使用。所以三相负载不平衡运行时,将严重危及用电设备的安全运行。

感容性三相负荷不平衡向量图

 

三相电压不平衡的发生将导致达到数倍电流不平衡的发生。诱导电动机中逆扭矩增加,从而使电动机的温度上升,效率下降,能耗增加,发生震动,输出亏耗等影响。各相之间的不平衡会导致用电设备使用寿命缩短,加速设备部件更换频率,增加设备维护的成本。断路器允许电流的余量减少,当负载变更或交替时容易发生超载、短路现象。中性线中流入过大的不平衡电流,导致中性线增粗。

 

 电动机效率

 

6.电动机效率降低。

 

配变在三相负载不平衡工况下运行,将引起输出电压三相不平衡。由于不平衡电压存在着正序、负序、零序三个电压分量,当这种不平衡的电压输入电动机后,负序电压产生旋转磁场与正序电压产生的旋转磁场相反,起到制动作用。但由于正序磁场比负序磁场要强得多,电动机仍按正序磁场方向转动。而由于负序磁场的制动作用,必将引起电动机输出功率减少,从而导致电动机效率降低。同时,电动机的温升和无功损耗,也将随三相电压的不平衡度而增大。所以电动机在三相电压不平衡状况下运行,是非常不经济和不安全的。

电动机接法

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