低压配电系统三相负荷不平衡问题研究

李相文

云南电网有限责任公司德宏芒市供电局 云南 德宏芒市 678400

【摘要】就低压配电系统分析，三相负荷不平衡问题对变压器、用电设备以及线损等都会产生一定的危害。为解决这一问题，笔者提出新装表量的会审、三相负荷不平衡的调整、加大用户管理力度以及合理选择零线截面四个方面的解决措施。

【关键词】低压配电系统；三相负荷不平衡；危害；解决对策

近年来配电网建设以及改造不断深入，增加了配电网的供电能力，提升了供电的质量。但是结合实际工作可知，低压配电系统中三相负荷不平衡的问题比较常见，者是供电企业必须高度重视的问题，很有必要采取有效的解决措施。

1 三相负荷不平衡的危害

实际上，三相电源本身是对称的，但是在配电系统中比较常见的问题就是三相负荷不对称的问题，这一问题主要有负载阻抗不对称导致，是比较基础的负荷配置问题^[1]。这一问题不仅和用户负荷特性有关，而且还与负荷配置问题和电力系统规划等有关，严重影响了电力系统的正常运行，具体表现在几个方面：

1.1危害变压器

无论是生活还是生产用电，若出现三相负荷不平衡的问题，就会导致变压器出现不对称运行的问题，加大了变压器的损耗。结合当前阶段变压器运行情况可知，运行期间变压器中性线电流不可高于变压器低压侧额定电流的25%。此外，三相负载不平衡运行同样容易增加变压器的零序电流，如此一来就会导致局部金属件快速升温，最终烧毁变压器。

1.2影响用电设备

若出现三项电压不平衡的问题，很有可能出现数倍电流不平衡的问题。若出现中性线中流入较多不平衡电流的问题，则增加了中心线的截面，如此一来各相不平衡问题同样容易缩短用电设备的使用寿命，必须频繁更换设备部件，无形之中增加了设备维修成本。这个过程中减少了断路器允许电流的余量，若负载交替或变更，容易出现短路或超载的问题。若电动机负序电流增加，则可通过增加电动机中的逆扭矩，最终就会导致电动机整体温度升高，能耗增加以及效率和输出功率降低等^[2]。

1.3影响线损

通常情况下，三相四线制供电网络中线损最小的就是三相负荷平衡，若其不平衡，则增加中性线电流，不仅损耗了相线，而且损耗了中性线，且损耗和通过电流二者之间成正比的关系。因此，无论是哪一种负荷分配，电流不平衡问题与线损增量的联系相当密切。

2 低压配电系统三相负荷不平衡问题的解决对策

2.1新装表量的会审

工作人员实地勘察区域后制定针对性较强的方案，确保该区域的正常供电。营业部门提交的客户拟装表量必须由配电部结合该部门低压负荷分布图考虑该区域是否可以满足三相负荷平衡。若当前方案仍然有可待优化之处，必须以该区域的情况为基础采取相应的优化措施，保证可以在正常情况下满足三相负荷平衡，维持该区域的供电效率。营业部应结合会审单制定详细的供电方案，并在设计供电时全面考虑用电特点，保证使用的供电方案与区域的情况相符，让其正常的使用需求得到满足^[3]。若区域用电线路线材的损耗不大，则必须在一个时间段内使用。做好电表接火工作后由运行人员和装表接电工作人员共同对其进行验收，在保证验收合格后及时送电。

2.2三相负荷不平衡的调整

近年来我国比较普遍的现象就是空调设备整体输出功率提升，快速增加了输送电能的需求。高峰期时还可能导致线路处于较高的负荷状态，线路故障发生率显著更高，为解决上述问题，电网管理人员应立足电能具体使用情况预防可能出现的故障。电路系统应用科学技术从某种程度上来说为自动化操作的实现提供了更多可能，电网工作过程中有效范围也得到进一步增大，这从对三项负荷平衡的因素角度分析，过滤部分是比较常见的现象，且自动化操作无论是从反馈效率还是反应时间方面分析都显著比人工操作更高。与此同时，网络快速发展背景下可以全面且详细地分析电网中的数据，并借助远程监测的方法实时查看配电网的情况^[4]。处理较大范围的电网数据可以借助计量自动化系统进行，提升控制中心的工作。针对配电系统中无法进行测量负荷的内容，必须安排专业工作人员处理，定期测量和检查，记录下整体使用状况，维修和更换，改善整体工作状态，最大程度降低负荷不平衡问题的发生率。

若为人工测量，为了提升配电三相负荷测试的准确性，必须在高峰配件负荷中进行，确保其测量精度负荷正常情况，且保证获取到更具价值的数据信息。调整线路负荷时通过人工的方法进行，通过区域电能使用性质、情况和测量的数据划分区域，有效地优化电路网络，让该区域的用电特点和需求被有效地反映出来。若台区不平衡，必须专门调整负荷。调整用电分局配电时应结合实际情况，如以低压接线图绘制低压三相负荷，在此基础上调整负荷。调整顺序时必须按照“末级-上级”的顺序进行，保证区域内的负荷平衡，以此保证电能的使用。

2.3加大用户管理力度

各台区负荷必须严格按照相关的负荷均匀分配，平衡配电变压器的负荷，避免末端负荷发生偏离

^[5]。专业管理人员应加大配合力度，提高无功补偿容量和配电网运行方式的合理性，及时调整出现故障的设备，严格控制季节性或临时性配电变压器投退问题。

2.4合理选择零线截面

为了最大程度降低零线电流较大导致发生电能损耗，选择零线截面时应尽可能选择等于或接近相线的截面，并给低压配电网零线采取多个接地点，多零线电能损耗进行有效控制，避免出现零线电流升高对人们的生命安全造成威胁。

结束语

综上可知，若低压配电系统出现三相负荷不平衡的问题，必然影响设备使用，甚至还可能损坏设备，对用户用电质量产生严重影响。如此一来维护过程中安全性显著降低，增加投入成本。因此，供电企业应提高对解决三相不平衡问题的重视，采取多种措施消除三相不平衡问题，促进配电线路有效且安全地运行。

【参考文献】

1. 田腾飞, 黄杨峻, 孙民国. 低压配电系统三相负荷不平衡问题研究[J]. 西北水电, 2017(1):62-64.

2. 刘隆华, 覃尚闯, 覃健荣,等. 低压配电网三相负荷不平衡分析及防控措施[J]. 电子技术与软件工程, 2018.

3. 郇潼, 陈大军. 低压配电网三相负荷不平衡优化算法[J]. 工业控制计算机, 2019.

4. 黄铿, 邱晓丹, 吴嘉. 低配电系统三相负荷不平衡综合治理技术研究[J]. 电子测试, 2016(14):116-117.

5. 边胜. 配电变压器三相负荷不平衡的影响及解决措施[J]. 技术与市场, 2018, 25(12):82-83.