1、三相不平衡的危害
1)增加線路及配電變壓器電能損耗:在三相四線制供電網中,由于導線存在阻抗,所以電流通過的時候就會產生損耗。其損耗與通過電流的平方成正比,如下面例子所示。當相電流平衡的時候,系統的電能損耗最小。
例如設某系統的三相線路、變壓器繞組每相的總阻抗為Z(暫不記中性線),如果三相電流平衡,IA=100A,IB=100A,IC=1OOA,則;
總損耗=100²Z+100²Z+100²Z=30000Z。
如果三相電流不平衡,IA=50A,IB=100A,IC=15OA,則;
總損耗=50²Z+100²Z+150²Z=35000Z。比平衡狀態的損耗增加了17%。
在最嚴重的狀態下,如果IA=0A,IB=0A,IC=30OA,則;
總損耗=300²Z =90000Z。比平衡狀態的損耗增加了3倍。
可見不平衡度愈嚴重,所造成損耗越大。
2)降低配變變壓器出力以及增加鐵損:由于變壓器在設計的時候,每相的容量額定值相等,最大允許的出力受到每相的額定值限制。三相不平衡時,負載輕的相得不到完全利用,總的配變出力降低。在過載情況下,更容易引起發熱情況。
在三相不平衡工作狀態下,配電系統就會產生零序電流,零序電流金屬構件時,就會產生磁滯和磁渦流損耗,使設備發熱,加速設備的老化。
3)電動機效率降低:工作在三相負載引起的三項電壓不平衡狀況下,就會產生正序、負序、零序電壓。在負序電壓比正序電壓小的時候,正負序電壓產生的磁場方向相反,負序電壓產生的磁場起到起到抑制作用,所以降低了電動機效率。
4)影響用戶用電質量:三相負荷不平衡情況下,中性點會發生漂移,引起各相電壓發生變化。帶來接在負載重的相的用戶,電壓會偏低,在輕載相的用戶電壓會偏高等后果。
5) 影響電能計量:根據對稱分量法,三相不平衡電流可以分解為三相平衡的正序、負序、和零序三個分量。負序和零序電流分量的存在必然會對計量儀表的精度產生影響。即使在高壓側,雖然零序電流在變壓器內環流,不會向系統傳遞,但負序電流分量可以豪無阻礙地向系統傳遞,因此仍然會對計量儀表的精度產生影響。
6)用電安全:三相負荷不平衡,不止會影響設備工作效率、變壓器的出力、用電的質量。等,嚴重情況下,引起發熱過度,燒壞供電、用電設備,帶來不可估量的后果。
2、治理三項不平衡的意義
配電變壓器是連接配電線路與用戶之間的橋梁,肩負著向用戶分配電能的重任,它的安全穩定運行是保證用戶用電的基礎。然而目前,大量配電變壓器存在三相不平衡的問題,嚴重影響了供電企業的效益和用戶的電能質量,同時也危害了人身設備的安全。采取有效措施使配電變壓器三相負荷平衡將成為必然。