1、10kV配電變壓器電壓三相不平衡分析本文主要闡述了 10kV配電變壓器電壓三相不平衡的影響，并且根據(jù) 10kV配電變壓器電壓三相不平衡產(chǎn)生的原因提出了一些改善措施，希望能夠 為10kV配電變壓器電壓三相不平衡問題提供一定的解決策略。關鍵詞10kV ;配電；變壓器；電壓；三相不平衡1引言在電網(wǎng)運行中，如果出現(xiàn)運行異常或者產(chǎn)生故障現(xiàn)象，那么就可能會導 致配電網(wǎng)出現(xiàn)三相電壓不平衡的現(xiàn)象。只有對三相電壓不平衡的現(xiàn)象進行準 確的判斷，對故障進行進行隔離和處理，才可能對電網(wǎng)供電可靠性進行提高。 1 10kV配電變壓器三相電壓不平衡產(chǎn)生的原因良好的三相電壓除了振幅、頻 率、諧波成分都符合標準之外，三相電壓的

2、對稱性也是重要的指標之一。理 想的三相電壓是三相電壓的大小相等，任兩相之間的相位相差120，如果三 相電壓偏離了這兩個條件，我們就稱為三相電壓不平衡。電力公司不論在發(fā) 電、輸電或配電的階段，均致力于維持三相電壓的平衡，一般來說，造成三 相電壓不平衡的原因可分為結構性、功能性和故障性三種。1.1結構性因素結構性因素(structural cause )是指輸配電線路阻抗的非對稱。如果三 相輸配電線路中的電流為平衡，但是三相線路的阻抗卻不相等，那么所產(chǎn)生 的壓降也不相等，致使受電端的三相電壓產(chǎn)生不平衡。變壓器的連接方式有 時也是造成阻抗不平衡的原因。另一個由變壓器所引起的電壓不平衡為三相 變壓器的

3、激磁電流。內(nèi)鐵式三相變壓器(three-phase core-type transformer)的鐵芯為三足(three limbs )的磁路，由于各足磁路之長度 不完全相同，鐵芯的磁阻就不相等，致使各相之磁化電抗也不相等，因此三 相激磁電流就不平衡。如果變壓器的Y接端中性點未接地，變壓器的相電壓 就會出現(xiàn)輕微的不平衡。1.2功能性因素功能性因素(functional cause )是指三相傳輸?shù)挠行Ъ盁o效功率不平 衡，簡單地說，就是負載的不平衡。電力公司在分配單相負載時，雖然盡可 能的將負載均勻的分配在各相上，但是即使負載的分配是三相完全相等，也 不能保證所有的單相負載都在同一時間消耗相等的

4、功率。在工業(yè)用電方面， 大型的單相設備，如單相感應電動機、電焊機、電弧爐等，是造成電壓不平 衡的重要原因。1.3故障性因素故障性因素是指由電力系統(tǒng)元件故障所導致的電壓不平衡。引起電壓不 平衡最常見的故障是三相功因修正電容器熔絲熔斷，使某一相線路無法補償 而電壓降低，有補償?shù)南嗄敲措妷狠^高。單相設備過載、短路、接地故障等， 也會引起嚴重的電壓不平衡。210kV配電變壓器三相電壓不平衡的危害2.1增加配電網(wǎng)損耗10kV配電變壓器電壓三相負載不平衡會導致變壓器出現(xiàn)損耗增加的現(xiàn) 象。在正常運行的情況下變壓器的電壓是保持不變的，但是如果出現(xiàn)電壓三 相不平衡的現(xiàn)象，電壓負載損耗就會隨著變壓器電壓負載的變化

5、也產(chǎn)生著變 化，并且會與負載電流的平方成正比。如果變壓器輸出的容量是相等的，那 么電壓三相負載不平衡的現(xiàn)象就會導致變壓器有功損耗出現(xiàn)增加的情況。2.2降低變壓器出力在原先的設計中，變壓器繞組是以三相對稱和平衡的情況進行運行的， 并且三相繞組的結構性能是相同的，變壓器最大允許出力受到每一相額定容 量的影響。如果出現(xiàn)三相電壓負載不平衡的現(xiàn)象，那么其中負載比較輕的那 相就會出現(xiàn)富余容量，導致變壓器出力下降的現(xiàn)象，隨之變壓器備用容量 就會降低，與此同時過載能力也隨之下降。2.3導致三相電壓不平衡上文中已經(jīng)說到變壓器繞組是以三相對稱和平衡的情況進行運行的，在 電壓三相負載平衡的情況下，三相電流是相同的，

6、因而變壓器內(nèi)部電壓降低 量也是相等的，所以變壓器輸出的電壓也是平衡的。但是如果電壓三相負載 出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，那么二相的電流就會不同，那么變壓器內(nèi)部電壓降低量 也就會不相等，所最終導致變壓器輸出的電壓也是不平衡的。如果電壓三相 負載出現(xiàn)非常不平衡的現(xiàn)象，那么就會出現(xiàn)很大的中性線電流，因為中性線 的抗阻壓降比較大，所以會導致中性點出現(xiàn)位移現(xiàn)象，最終導致電壓三相出 現(xiàn)變化，從而導致電能質(zhì)量受到影響，電壓三相負載就無法進行正常運行。2.4導致電動機效率下降10kV配電變壓器電壓三相負載不平衡會導致不平衡電壓的出現(xiàn),不平衡 電壓包括三個電壓分量，即正序、負序以及零序。當電動機通入不平衡電壓 之后，負序

7、電動勢產(chǎn)生的旋轉磁場就會與正序電動勢相反，從而起到一定的 制動的作用，但是因為負序磁場比正序磁場弱，所以電動機在正序磁場進行 方向相同的旋轉。但是因為制動現(xiàn)象的存在，就會導致電動機輸出功率降低。2.5三相負荷不平衡增加配電線路損耗電流通過導體產(chǎn)生的功率損耗與線路電流的平方成正比。在三相四線制 供電線路中，其功率損耗為：在最大不平衡時，即某相為31，另兩相為零， 中性線電流為31，功率損耗為所以在輸送相同容量的情況下，變壓器電壓三 相不平衡會導致線路損耗增加，從而導致不經(jīng)濟的運行。同時，低壓電網(wǎng)中 由于三相負載不對稱和非線性負載產(chǎn)生3次諧波電流,可導致零線電流達到 相電流1倍甚至3倍，由于零線導

8、線的截面通常選為相線的一半，這將導致 零線嚴重過熱，甚至引發(fā)火災，或?qū)⒘憔€燒斷而造成電氣設備燒壞事故。3減少10kV配電變壓三相負荷不平衡的措施為了節(jié)約資金，降低設備的投資，最好的方法就是對配電變壓器進行調(diào) 整，從而盡可能的保證配電變壓器三相電壓的平衡。（1）為了保證變壓器三相負載的平衡，應該要求三組單相接戶線盡可能 的從同一電桿上分別引出，并且要求三組單相接戶線的負載盡可能的保持平 衡和對稱。所以說，只需要將每一相負荷用電比較均衡的分配到各相中，就 可以實現(xiàn)三相負荷的平衡。但是我們必須知道將每一相負荷均衡的分配到三 相中不僅僅是從表面上來看每一相接單相負荷總數(shù)的1/3，還需要保證三相 上能夠

9、均衡的分配到用電負荷、漏電情況在同一等級的用戶。（2）在日常運行中，還需要做好定期測量和檢查工作，對三相接戶線的 負載進行測量，及早發(fā)現(xiàn)三相負載的平衡情況。如果在檢查中發(fā)現(xiàn)，變壓器 三相負載出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，那么必須對其進行及時的調(diào)整，使其趨于平衡。（3 ）還有一個解決變壓器電壓三相不平衡現(xiàn)象的措施就是對每一相接戶 線的總長度進行降低，通常要求低于100m，每一相用電戶數(shù)不應該高于5 戶，如果超過5戶，那么需要將超過的戶從三相四線制線路上引出，但是如 果距離三相四線制線路比較遠，那么應該重新架設一條三相四線制線路。（4 ）在三相四線制線路上都會配備電焊機，因而需要以電焊機的臺數(shù)為 以及，對電焊

10、機所接電源的相別進行規(guī)定，并且對其使用的時間進行合理的 計劃。4案例分析一天，一位老人經(jīng)過某臺柱上配電變壓器時，可能是感覺疲勞，用一只 手扶變壓器的電桿，不想正好摸到變壓器外殼接地線和變壓器中性線的接地 線的引下線，隨后便倒在了電線桿上死亡。事故發(fā)生后，檢查分析發(fā)現(xiàn)，柱 上變壓器外殼接地線和中性點的接地線與接地體連接地固定螺栓被人偷去。 此時，這個供電系統(tǒng)成為中性點不接地系統(tǒng)，負荷不平衡時，中性線帶電。 配電變壓器的外殼接地線和中性點的接地線在人體接觸時，一般不會發(fā)生觸 電，因為人與接地點處于同一電位，一般不會產(chǎn)生接觸電壓。老人手摸接地 線造成觸電，是因為接地線在靠近地面處的接地螺栓丟失，使接地引線和接 地體脫離，當老人手碰觸到接地線時，電流通過人體，造成