三相不平衡是電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。雖說影響電力系統(tǒng)的因素很多，單正常性不平衡情況大多是因?yàn)槿嘣?、線路參數(shù)或負(fù)荷不對(duì)稱。由于三相負(fù)荷的因素是不一定的，供電點(diǎn)的三相電壓和電流極易出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，損耗線路。因此，如果三相不平衡超過了配電網(wǎng)可以承受的范圍，那么整體的電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行就會(huì)受到影響。可見，三相不平衡是電能質(zhì)量中一個(gè)不可忽視的電能問題。
在電網(wǎng)系統(tǒng)中，三相平衡主要指的是三相的電壓相量的大小相等，而且按照 A、B、C的順序進(jìn)行排列，他們兩兩之間構(gòu)成的角度都為 2n/3。而三相不平衡就是指相量大小、角度的不一致。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，三相不平衡主要是包括：電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)正常電壓不平衡度允許值為 2%，短時(shí)不可超過 4%。三相電壓允許不平衡度可以作為一個(gè)電能質(zhì)量的衡量標(biāo)準(zhǔn)。
第一個(gè)原因是三相負(fù)荷的不合理分配。很多的裝表接電的工作人員并沒有專業(yè)的對(duì)于三相負(fù)荷平衡的知識(shí)概念。其次，我國的大多數(shù)電路都是動(dòng)力和照明混為一體的，所以在使用單相的用電設(shè)備時(shí)，用電的效率就會(huì)降低，這樣的差異進(jìn)一步加劇了配電變壓器三相負(fù)荷的不平衡狀況。
第二個(gè)原因是用電負(fù)荷的不斷變化。造成用電負(fù)荷不穩(wěn)定的原因包括了地 II 經(jīng)常出現(xiàn)的拆遷，移表或者用電用戶的增加；臨時(shí)用電和季節(jié)性用電的不穩(wěn)定性。這樣在總量上和時(shí)間上的不確定和不集中性使得用電的負(fù)荷也不得不跟隨實(shí)際情況而變化。
第三個(gè)原因是對(duì)于配變負(fù)荷的監(jiān)視力度的削弱。在配電網(wǎng)的檢測(cè)上，對(duì)配電變壓器的三相負(fù)荷也沒有進(jìn)行定期的檢測(cè)和調(diào)整。
增加線路的電能損耗。在三相四線制供電網(wǎng)絡(luò)中，電流通過線路導(dǎo)線時(shí)，因存在阻抗必將產(chǎn)生電能損耗，其損耗與通過電流的平方成正比。當(dāng)?shù)蛪弘娋W(wǎng)以三相四線制供電時(shí)，由于有單相負(fù)載存在，造成三相負(fù)載不平衡在所難免。當(dāng)三相負(fù)載不平衡運(yùn)行時(shí)，中性線即有電流通過。這樣不但相線有損耗，而且中性線也產(chǎn)生損耗，從而增加了電網(wǎng)線路的損耗。
增加配電變壓器的電能損耗。配電變壓器是低壓電網(wǎng)的供電主設(shè)備，當(dāng)其在三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行時(shí)，將會(huì)造成配變損耗的增加。因?yàn)榕渥兊墓β蕮p耗是隨負(fù)載的不平衡度而變化的。
配變出力減少。配變?cè)O(shè)計(jì)時(shí)，其繞組結(jié)構(gòu)是按負(fù)載平衡運(yùn)行工況設(shè)計(jì)的，其繞組性能基本一致，各相額定容量相等。配變的最大允許出力要受到每相額定容量的限制。為此，配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡時(shí)運(yùn)行，其輸出的容量就無法達(dá)到額定值，其備用容量亦相應(yīng)減少，過載能力也降低。
配變產(chǎn)生零序電流。配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡工況下運(yùn)行，將產(chǎn)生零序電流，該電流將隨三相負(fù)載不平衡的程度而變化，不平衡度越大，則零序電流也越大。運(yùn)行中的配變?nèi)舸嬖诹阈螂娏?，則其鐵芯中將產(chǎn)生零序磁通。配變的繞組絕緣因過熱而加快老化，導(dǎo)致設(shè)備壽命降低。同時(shí)，零序電流的存也會(huì)增加配變的損耗。
影響用電設(shè)備的安全運(yùn)行。配變是根據(jù)三相負(fù)載平衡運(yùn)行工況設(shè)計(jì)的，其每相繞組的電阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。當(dāng)配變?cè)谌嘭?fù)載平衡時(shí)運(yùn)行，其三相電流基本相等，配變內(nèi)部每相壓降也基本相同，則配變輸出的三相電壓也是平衡的。同時(shí)，配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡時(shí)運(yùn)行，三相輸出電流不一樣，而中性線就會(huì)有電流通過。三相負(fù)載不平衡運(yùn)行時(shí)，將嚴(yán)重危及用電設(shè)備的安全運(yùn)行。
電動(dòng)機(jī)效率降低。配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡工況下運(yùn)行，將引起輸出電壓三相不平衡。電動(dòng)機(jī)的溫升和無功損耗，也將隨三相電壓的不平衡度而增大。所以電動(dòng)機(jī)在三相電壓不平衡狀況下運(yùn)行，是非常不經(jīng)濟(jì)和不安全的。
注重對(duì)三相負(fù)荷的合理分配。在一些采用低壓三相四線制的地 g,可以增設(shè)調(diào)整不平衡電流無功補(bǔ)償裝置來解決經(jīng)常出現(xiàn)的電網(wǎng)中的不平衡電流現(xiàn)象造成的各類后果。這樣的裝置不僅可以補(bǔ)償系統(tǒng)無功，而且也可以調(diào)整不平衡有功電流的作用。另外，根據(jù)實(shí)際情況中負(fù)荷矩的不同情況，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整接線方式也對(duì)合理分配三相負(fù)荷有一定的影響。
對(duì)三相負(fù)荷中不平衡電流的治理方法。在不平衡電流治理電納補(bǔ)償理論的指導(dǎo)下，可以將不同性質(zhì)符合的等效進(jìn)行分析，確定相間和相對(duì)地的無功補(bǔ)償量?？傊谶M(jìn)行比例調(diào)節(jié)系數(shù)額設(shè)置時(shí)，需要同時(shí)考慮功率因數(shù)的限制條件以及過補(bǔ)償限制的條件。
增設(shè)對(duì)三相負(fù)荷的檢測(cè)調(diào)整。定期開設(shè)對(duì)三相負(fù)荷的檢測(cè)工作也是非常必要的。電力的平衡不能是絕對(duì)的，只能是盡力做到相對(duì)的平衡。對(duì)于檢測(cè)過程中未發(fā)現(xiàn)問題的部位，也應(yīng)當(dāng)提高瞽惕。在檢測(cè)結(jié)束以后，不僅需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理和分析，還要進(jìn)行及時(shí)的反饋。
電能質(zhì)量中的三相不平衡問題不僅會(huì)干擾配電網(wǎng)其他設(shè)備工作的正常運(yùn)行，而且容易增加故障，縮短電力設(shè)備的壽命，進(jìn)而產(chǎn)生對(duì)通信系統(tǒng)干擾等較大的影響。它不僅影響的是配電網(wǎng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，更是整個(gè)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益以及用戶的用電情況。因此，從根本上改進(jìn)三相不平衡的問題是非常必要的。
浙江南德電氣有限公司，是一家集電能質(zhì)量設(shè)備和 IoT 智能終端制造、系統(tǒng)開發(fā)、綜合服務(wù)三位一體的電能質(zhì)量綜合解決方案提供商，是電能質(zhì)量領(lǐng)域的“服務(wù)型制造”領(lǐng)跑者和世界500強(qiáng)ABB公司中國緊密型戰(zhàn)略合作伙伴。公司專注于電網(wǎng)的無功補(bǔ)償，三相負(fù)荷不平衡，諧波治理、電壓暫降、電能監(jiān)測(cè)采集等電能質(zhì)量與安全用電領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)、設(shè)備制造以及解決方案的提供，自主研發(fā) NAD 系列智能電容器、有源濾波器、靜止無功發(fā)生器、電壓閃變治理裝置、PY 系列物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)測(cè)終端等硬件設(shè)備。
由南德電氣自主研發(fā)與生產(chǎn)的 NAD 系列三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，主用于低壓配電用戶側(cè)，治理三相電流不平衡，無功補(bǔ)償及治理諧波的綜合電能質(zhì)量治理裝置。具有功能強(qiáng)大、支持多種遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸功能、可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程后臺(tái)貨移動(dòng)端可視數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、可有多重保護(hù)適應(yīng)各種惡劣環(huán)境等特點(diǎn)。
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同時(shí)，南德電氣將物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和產(chǎn)業(yè)制造進(jìn)行深度融合，在10年制造的基礎(chǔ)上，自主研發(fā)“電能質(zhì)量安全隱患預(yù)警/管理系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)互通及運(yùn)行狀態(tài)的全生命周期管理，幫助用戶從容實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)。
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