维普资讯 http://www.cqvip.com 电力与水利建设 兰 ：堡 堕 ｌ专版 对三相负荷不平衡运行的规范管理分析 口洪冰 摘要：本文对三相负荷不平衡运行的管理进行了探讨，提出了自己的一些观点，仅供同行参考。 关键词：三相负荷，危害，分析 目ＩＪ吾 农网改造中采取了诸如配电变压器放置在负荷中心，增添 配电变压器数量，缩短供电半径，加大导线直径，增加低压线路 等措施，极大地改变了农村低压电网状况，给我们建造了一个 好的电网“硬件”。但若“软件”配套不好，尤其是三相负荷不平 衡，则不能挖掘出这个好“硬件”的内部潜力，致使低压电网的 可靠性和稳定性差，线损率较高。 １三相负荷不平衡的危害 １．１对配电变压器的影响 变压器的损耗包括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。 从数学定理中我们知道：假设ａ、ｂ、ｃ３个数都大于或等于 零，那么ａ＋ｂ＋ｃ≥３Ｖａｂｃ ｏ 当ａ＝ｂ＝ｃ时，代数和ａ＋ｂ＋ｃ取得最小值：ａ＋ｂ＋ｃ：３ 。 因此我们以假设变压器的三相损耗分别为：Ｏｎ＝／ａ２Ｒ、 Ｑｂ＝／ｂ２Ｒ、Ｑｃ＝Ｉｃ２。 ，式中 、 、 分别为变压器二次负荷相电流，Ｒ为变压 器的相电阻。则变压器的损耗表达式如下： Ｑａ＋Ｑｂ＋Ｑｃ≥３ ＼Ｊ／，ｒ 了 踣 订丁 由此可知，变压器的在负荷不变的情况下，当ｌａ＝ｌｂ＝Ｉｃ时， 即三相负荷达到平衡时，变压器的损耗最小。 当变压器三相平衡运行时，即ｌａ＝Ｉｂ： ：，时， Ｑｎ＋Ｑ６＋Ｑｃ：３，２ ｉ 当变压器运行在最大不平衡时，即ｌａ＝３Ｉ，Ｉｂ：／ｃ：０时， Ｏａ＝（３／）２Ｒ＝９ＦＲ＝３（３ＦＲ）： 即最大不平衡时的变损是平衡时的３倍。配电变压器负荷 较重时，个别相线圈可能已过负荷，使线圈过热，加速绝缘老 化，降低配变使用寿命。 １．２对高压线路的影响 低压侧三相负荷平衡时，１０ｋＶ高压侧也平衡，设高压线路 每相的电流为，，其功率损耗为： △ ＝３ＦＲ 低压电网三相负荷不平衡将反映到高压侧，在最大不平衡 时，高压对应相为１，５，，另外两相都为０．７５１，功率损耗为： △ ：２（０．７５１）２Ｒ ４－（１．５，）２Ｒ＝３．３７５ＦＲ＝１ １２５（３ＦＲ）： 即高压线路上电能损耗增加１２．５％。我们知道高压线路过 流故障占相当比例，其原因是电流过大。低压电网三相负荷不 平衡可能引起高压某相电流过大，从而引起高压线路过流跳闸 停电，引发大面积停电事故，同时开关等设备频繁跳闸将降低 使用寿命。 １ ３对低压线路的影响 三相四线制供电线路，把负荷平均分配到三相上，设每相的 电流为，，中性线电流为零，其功率损耗为： △Ｐ１＝３ＦＲ 在最大不平衡时，即某相为３，，另外两相为零，中性线电流 也为３，，功率损耗为： △尸，＝２（３１）２Ｒ＝１８ＦＲ＝６（３ＦＲ）： 即最大不平衡时的电能损耗是平衡时的６倍，换句话说， 若最大不平衡时每月损失１２００ｋＷｈ，则平衡时只损失 ２００ｋＷｈ，由此可知调整三相负荷的降损潜力。 上述不平衡时重负荷相电流过大（增为３倍），超载过多。 由于发热量Ｏ：０．２４ＦＲｔ，电流增为３倍，则发热量增为９倍， 可能造成该相导线温度直线上升，以致烧断。且由于中性线导 线截面一般应是相线截面的５Ｏ％，但在选择时，有的往往偏小， 加上接头质量不好，使导线电阻增大，中性线烧断的几率更高。 ２三相负荷不平衡的原因 根据我局低压配电网的现状及多年来的运行、管理经验，造 成配电变压器三相负荷不平衡运行的主要原因是： （１）管理上存在薄弱环节：由于对配电变压器三相负荷不 平衡的运行管理重视不够，一直没有一个考核管理办法，对配 电变压器三相负荷的管理带有盲目性、工作随意性，以至于使 运行、维护人员放松了对配电变压器三相负荷的管理，致使大 多数配电变压器长期在三相负荷极不平衡状态下运行。 （２）单相用电设备影响：由于线路大多为动力、照明混载。 而单相用电设备使用的同时率较低，用户横向用电差异较大， 经常会造成配电变压器三相负荷的不平衡，并给管理增加了难 度。 （３）电网格局不合理的影响：低压电网结构薄弱，运行时间 较长，改造投入不彻底，单相低压线路是台区的主网架问题，一 直得不到有效根治。其次居民用电大多为单相供电，负荷发展 时无序延伸，造成台区三相电流不平衡无法调整。 ３判断三相负荷是否平衡的一般方法 （１）可以通过对比当月变压器总表的电量，了解三相负荷 的分配情况。 （２）可以通过测量高峰负荷对变压器中性线的电流，判断 三相负荷平衡。当三相负荷平衡时，中性线的电流为零。 （３）可以通过测量高峰负荷时变压器的三相负荷电流，判 断三相负荷分配情况．如有装配网监测仪的可直接了解到配变 不平衡度。 ４实现三相负荷平衡的方法 （１）加强对配电变压器三相负荷不平衡度的管理，应把降 低三相负荷不平衡作为一项经济指标，列入考核项目，制定奖 惩措施，以提高认识，增强对降损工作的自觉性和积极性。 （２）定期测量三相负荷电流，检查和掌握三相负荷不平衡 情况。测量负荷应在白天和夜晚用电高峰时段进行。 厂东科技２００７１０总第１７３期 维普资讯 http://www.cqvip.com 专版Ｉ 堂 ：电力与水利建设 堡 垦些 论县城电网供配电线路的相关问题 口李云生 摘要：随着社会经济的发展，县城居民生活水平逐渐提高，近年来用电负荷快速增长，原有的县城电刚结构 已非常薄弱，愈来愈不能满足县城电力负荷的需求。针对当前县城电网的现状，按照县城发展规划的要求，提 出了县城电网供配电线路设计和无功补偿的原则、方法以及应注意的问题，供县城电网的建设与改造工作参 考。 关键词：县城电网，配电线路；设计 无功补偿 刖置 性ｏ （３）３５ｋＶ高压配电网和１ＯｋＶ中压配电网的路径设计，应结 为了优化县城电网结构，提高供电能力、供电质量、供电可 靠性和供电安全性，降损节能，实现投资和收益最优组合，国家 及时决定实施县城电网建设改造。用发展的眼光看，县城供配 电主网架应能满足１０年以上用电负荷需要，按照电网改造有 关规程规定标准，建改后县城电网供电可靠率应达９９．６％以 上，电压质量合格率达９５％以上，综合线损率和低压线损率在 ８％和１０％以下。现就县城电网供配电线路设计和无功补偿问 题做些分析探讨。 合城市规划部门做出的县城建设发展规划，尽可能沿道路留出的 电力走廊。 （４）３５ｋＶ高压配电网和１ＯｋＶ中压配电网主网架导线截面 选择，应根据城市电力负荷现状及增长规律，考虑１０～２０年的 发展规划，并经允许电流计算、允许电压计算、经济电流密度计 算和满足供电可靠性以及电压质量要求后，进行技术经济方案 比较，确定导线截面。特别是在每年夏天负荷高峰到来时，导线 截面一定要满足需求。同时，１ＯｋＶ线路导线截面应考虑转移负 荷需求实践汪明，按照电网长期发展规划选择导线截面是十分 必要的。在早先的县城电网改造中，由于缺少科学的发展规划， １供配电线路设计 １．１ ３５ｋＶ高压配电网和ＩＯｋＶ中压配电网设计 （１）３５ｋＶ高压配电网应建设成能为县城负荷提供两个以上的 供电电源点，各电源点互为备用，为逐步建设环网结构打下基础。 （２）１Ｏｋｖ中压配电网应建设成环网结构、开环运行的接线 方式，主干线能分成２～３段，装设负荷开关和隔离刀闸，实现 负荷供需矛盾已突显，部分路径必须重新更换导线，造成重复投 资建设和资金浪费。 （５）杆塔可选择１２ｍ以的钢筋混凝杆，在转角、耐张、Ｔ接 和终端处可选用钢管塔；杆塔埋设应避开规划有道路路口的拐 弯半径及车辆易冲撞地方，宣选择易埋设和稳同的地方，以免受 ”手拉手”供电，在线路检修时，能互相转移负荷，提高供电可靠 雨水冲刷、淹没及塌陷，造成杆塔倾斜或倒塌，且尽量不使用拉 （３）扩大三相四线制的配电区域，将三相线路同时引入负 荷点，减少单相供电线路长度。 从（４）式中可以看出负荷不平衡度越大，则附加损耗就越 大 中性线的电流就越大。另外，当三相负荷不平衡引起中性线 的电流过大时，零序电流所产生的零序磁通量会在配电变压器 油箱壁及钢构件中通过，引起较大的损耗，从而使配电变压器运 行温度升高。绝缘油和绝缘材料长期受到高温度的影响，使变压 （４）做好新增单项负荷的功率分配，将同时运行和功率因 数不同的单项设备，分别均匀地分配到三相线路中。 （５）三相负荷的就地平衡设总的电流为：，每条线路的电阻 为Ｒ功率因素为：ＣＯＳ ：１，采用单相二线供电时的功率损耗 为： 器的寿命缩短，严重的甚至烧毁。 因此，同样的用电设备，同样的负荷，三相分配均匀与否，电 能损耗大不一样。因此：要尽量采用三相（３８０／２２０）供电， Ｐ１＝２ＦＲ 、 （１） 把全部的单相负荷接到两相线路上，采用－－：ｆｌ￣三线制供 或避免单相（２２０）供电，已采用－－ｔｌ￣供电的，要实现三相负荷平 衡。家庭用电主要是照明，用电量少，既使三相负荷不平衡，电 电，则每相的电流为原来的１／２，其功率损耗为： △ ＝３（１／２，） Ｒ＝３ＦＲ／４ （２） 能损失也很有限。但近年来，农村经济飞速发展，农民生活水平 迅速提高，尤其是农网改造完成及“同网同价”实施后，农村家庭 采用三相四线制供电线路，把负荷平均分配到－－：ｆｌ￣线路 上，则每一相电流为：１／３其功率损耗为： ＡＰ３＝３（１／３，） Ｒ＝ＦＲ／３ （３） 用电除了照明负荷增大外：大量的高中挡，大功率的家用电器也 大量增加。例如：电饭煲、电水壶、电炒锅、电热水器、电取暖气、 （１）、（２）两式相除得 △Ｐ１／△ ＝２．６７倍 （１）、（３）两式相除得 △Ｐ１／△ ＝６倍 小水泵等单台容量在８００～２０００Ｗ，都是采用单相（２２０Ｖ）电 源。在单相负载用电量极大增长的’情况下。若不注意－－ｔｌ￣负荷 平衡，可能使低压电网的三相负荷不平衡度更大。 综上所述：随着改革开放的深入，城乡人民生活水平不断的 提高，家用电器设备不断增多，用电量不断增大，三相负荷不平 可见若负荷不平衡，线损可能增加倍数。由此可知，调整三 相负荷的大有潜力。～般的三相四线制线路的’睛况：当三相功 率因素相等时，而各项电流不相等时，线损为： △尸 【（，Ｌ１一 Ｌ２） ＋（，Ｌ２一，Ｌ３） ＋（，Ｌ３一，Ｌ１） 】３×Ｒ＋ＦＲ０ （４） 衡越来越显著，线路损率越来越明显，电力系统供用电得不到最 大限度利用，缺电矛盾显著突出，摆在我们面前的任务是以人为 本，规范管理多供少损，降损节能，提高供电的经济效益。● 式中，Ｒ。为中性线电阻，因为按规程中性线导线的截面一 般为相线的截面的５０％，但在选择时，往往偏小，故特意单列 出来。 １３Ｏ 广东科技２００７１０总第１７３期 （作者单位：广东电网公司潮州供电局）
