领步解析：配网的三相不平衡！

返回列表来源：领步电能质量发布时间：2016-08-18分享加入收藏关注：-

三相不平衡概述
          三相不平衡是指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。在低压三相四线制的农网供电系统中，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，但是由于用户多为单相负荷，负荷分布不均衡及且大功率单相负荷用电的不同时性，使得三相负荷不平衡，供电质量降低，低压电网与电气设备安全运行受到严重威胁。
          廊坊市某配网公用变（10KV/380V）额定容量为 200Kvar，低压配电箱设计的额定电流为200A，用电高峰时三相变压器输出电流严重不平衡，并且电流谐波畸变率较大。为降低公用变三相负荷不平衡度，减小因三相负荷不平衡造成单相过载、电压不合格现象，降低台区低压线损，在廊坊市某配网公用变出线端安装了一台 50A 的三相不平衡智能调节器，同时补偿三相不平衡和谐波。

图 1：三相不平衡智能调节器现场运行图

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。

          三相四线制接线方式，当三相负荷平衡时线损Z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Z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。

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Z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。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。

          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。

北京领步系列STUR三相不平衡智能调节器
1）产品介绍
          三相不平衡智能调节器（Smart Three-phase Unbalanced Regulator,简称 STUR）为我公司开发的主要用于解决三相电流不平衡的新型智能装置，是柔性交流输电技术的主要装置之一。在配网中，将LB- STUR 安装在特定场合（如农网公用变）附近，输出可以变化以控制电力系统中的特定参数，显著地改善负荷与公共电网连接点处的电能质量，克服三相不平衡，提高功率因数、消除电压闪变和电压波动等。

2）工作原理
          LB-STUR三相不平衡智能调节器以数字信号处理器（DSP）为核心，通过电抗器将自换桥式电路并联在电网上，采用实时数据采集技术和动态跟踪技术检测电网电压、电流信息，通过内部 DSP计算后提取出负载电流的负序电流、零序电流、无功电流、谐波电流，然后判断系统是否处于不平衡状态，同时计算出达到平衡状态时各相所需转换的电流值，然后控制器实时驱动 IGBT，将不平衡电流从电流大的相转移到电流小的相，Z后达到三相平衡状态。

图 2：三相不平衡原理图

3）技术参数和特点
主要技术指标：
△ 额定工作电压：400V±10%
△适应工作环境温度：-10℃～﹢45℃
△平衡负荷电流能力：50A～150A 根据需求可选（33 50 66 100KVA）
△补偿无功能力：30～300kvar/400V
△补偿形式：连续补偿，分补共补结合
△工作频率：50Hz±1%
△响应速度：≤10ms
△ 安装方式：并联
△散热方式：自然风冷

△ 通信方式：选配物联网通信模块，能够实现远程监控和数据采集。

STUR三相不平衡智能调节器具有如下特点：
△ 主电路逆变器采用国际品牌的 IGBT 器件；
△ 具有多种控制模式，可自由设定；
△ 可方便地通过并联实现扩容。
△ 过电流限制：采用可靠的限流控制环节，装置能在自己的额定容量范围内充分的进行补偿，维持正常工作，不会出现过载烧毁等故障。
△ 具备完整的保护功能，包括过载、过电流、短路等，具备系统启动自诊断功能。
△具有缓冲启动控制回路，能够避免自启动瞬间过大的投入电流，并限制该电流在额定范围之内。
△ 控制器：计算与逻辑处理采用全数字化技术，采用 DSP 芯片，能够并行处理大量数据、实时数字运算，运算结果精度高，响应速度快。
△ 采用中文汉字液晶显示面板，具有故障报警及追忆功能，在面板上能实时显示运行状态,以及设定运行参数。
△分相独立控制、既能平衡负荷电流，又能实现三相共补无功、单相共补无功和滤除部分谐波。
△ 装置采用柱上安装，具有安装周期短，运输方便，调试周期短。

          13年来北京领步始终专注于“谐波干扰危害治理”“高低压特殊无功补偿”两方面进行辛勤耕耘与技术积累，专注成就品质、质量铸就品牌，为各类谐波治理用户提供“24小时技术咨询”“免费检测分析”“方案设计与性价比评估”，了解更多<谐波治理与无功补偿>方案，欢迎点击我们的在线客服进行咨询，或者直接拨打全国统一服务热线400-056-5258，我们期待您的来电！

【推荐阅读】

• 了解详情浅析三相不平衡的危害与治理方法
• 了解详情三相电压不平衡的分析及辨别方法
• 了解详情【领步专家讲堂】配电网三相不平衡概况解析
• 了解详情三相负荷不平衡对配电系统有哪些危害？
• 了解详情产生电网三相不平衡的原因有哪些？

责任编辑：领步电能质量版权所有：https://www.lingbu-china.com 转载请注明出处

本文标签：三相不平衡治理 三相不平衡智能调节器 STUR 三相不平衡治理装置 三相不平衡调节设备

上一条：造成三相不平衡的主要原因、危害及治理方法！下一条：浅析：制药行业配电系统的谐波治理！