摘要：随着电力系统的发展，低压配电网的三相不平衡问题越来越突出，为实现配电网精益化管理，配电三相负荷不平衡问题治理工作势在必行。
关键词：配网；三相；不平衡
引言
我国配电网供电方式主要为三相四线制，配电变压器接线多采用Y/yn0型。理想供电方式下，三相负荷均衡分配，变压器对称运行，但实际上配电网中存在大量的冲击性、非线性负荷，这些负荷会向系统注入大量谐波，引起闪变、电压波动和三相不平衡等。低压配电网中居民多为单相负荷，具有网络复杂、负荷性质多样（感性、容性、阻性）、同时性差、变化大等特点，这些负荷很难均衡分配以保持三相平衡。故配电网实际运行中很难达到绝对的平衡，大多数情况下处于三相不平衡运行状态。
1低压配电网三相不平衡的影响
1.1三相不平衡引起的低电压情况
农村地区因三相不平衡引起电压过低的情况主要产生在比较偏远的地方，低电压主要发生在冬季负荷高峰期和晚高峰期。其次为夏季旅游旺地，由于气候凉爽、空气质量优良，吸引了大量的城市居民常住，加之旅游人员的增长较快，绿色农业、家电负荷成为该地区负荷增长点；冬季负荷高峰期主要是每年的11月-3月，春节前后外出务工人员返回，农村居住人口较平时突然增加，同时由于天气寒冷，照明、取暖设施集中使用造成负荷高峰。配变台区三相负荷不平衡易造成三相电压不对称，并且存在某相电压过低现象。
1.2三相不平衡影响安全用电
三相不平衡造成的电能质量降低、设备损坏、非正常停电、用电安全等问题，还会使用户对供电部门服务不满，增加用户投诉量。三相负荷不平衡时，轻则降低线路和配电变压器的供电效率，重则会因负荷相重载过大，造成导线烧断、开关烧坏或者变压器烧坏等严重事故。低压线路中线线径一般较细，三相负荷不平衡时中线电流过大，会导致发热，或者被烧断，有可能引起火灾。同时只有三相阻抗平衡，才能保证低压漏电保护器安全运行，防止出现人身触电伤亡等恶性事故。
1.3造成配电变压器和线路损坏
当三相不平衡时，若负载达到变压器额定容量，负载最重一相将超过该相额定容量，则变压器将超负荷运行，造成变压器温度升高、绝缘加速老化等，严重超负荷运行甚至会烧毁变压器；三相不平衡时，中性线上将出现零序电流，一方面电流过大超出承载能力会烧毁中性线，另一方面零序电流在变压器低压侧会产生零序磁通，该磁通无法耦合到高压侧，只有通过变压器外壳、铁芯、夹件等以热能形式散掉，从而导致变压器发热及绝缘油升温等，将影响变压器寿命，给安全运行带来隐患。
1.4三相不平衡可引起线损率上升
三相负荷不平衡将会产生不平衡电压，出现电压偏移，增大中性线的电流，就会大大增加线路的损耗。实践证明，一般情况下如三相负荷不平衡可引起线损率上升2％~10％，三相负荷不平衡度如果大于10%，则台区线损将会很明显的增加，较大的影响企业的经济效益[1]。三相电器的效率降低。配变如果在三相负载不平衡情况下运行，输出的电压三相也会不平衡。
2配网三相电压不平衡处理措施
2.1加强负荷接入管理
强化配电网建设改造项目设计、业扩报装供电方案、负荷调查与预测的审核把关，在规划、设计阶段保证负荷均衡分配，从源头上预防配电台区三相负荷不平衡问题的产生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆配电台区规划建设时，应按照“密布点、短半径”原则，综合考虑饱和负荷、供电距离等因素，优化配变布点；合理选择配变容量及低压线路导线截面，缩短低压供电半径；采用三相四线制供电方式，延伸三相供电到低压用户分接位置，均衡分配接入负荷。用户负荷报装接入时，加强负荷申报审查和调查，综合考虑已有负荷和新增负荷特性，合理确定负荷接入及调整方案，确保新报装负荷接入后配电台区三相负荷分配均衡
2.2坚持三相负荷常态监测
加强三相负荷在线统计分析，充分利用PMS2.0配网运维管控、配变监测、用电信息采集等系统，开展配电台区三相负荷平衡情况在线监测及统计分析。暂未实现信息自动采集的配电台区，应结合设备运维巡视，定期采集配变低压侧三相负荷数据进行监测分析，及时发现问题。对于存在三相负荷不平衡问题的配电台区，要通过技术或人工排查手段，对台区用户负荷接入的相别、功率或用电量等信息进行统计，建立完善的配电台区用户负荷信息台账。鼓励有条件的单位研究应用负荷接入相别自动辨识、仿真分析、辅助决策支持技术，整合现有自动化、信息化系统，应用大数据分析和仿真技术开展负荷统计分析，寻找负荷变化规律，提出负荷调整建议。
2.3平衡配电变压器的三相负荷
配电网设计时，应尽量将单相负荷分类，根据合理的用户数量、不同的负荷类别和相关的漏电情况等不同分类方法，均衡配置负荷，尽量使三相平衡。配电网运行时，应监测配电变压器出口和部分主干线的三相电流，及时调整不平衡负荷，或者根据用户的电能表抄见电量算出用户的实际平均负荷，并以此为参照重新调整三相负荷。其次，首先平衡低压线路末端的负荷，再平衡主干线和出线端负荷，即从电源末端用户向前端调整，从分支线向主干线调整。根据规程规定，一般要求配电变压器低压侧电流的不平衡度不大于10%，低压侧干线及主变压器分支线首端的电流不平衡度不大于20%[2]。此外，对于因参数不对称导致的三相不平衡运行，需要装置三相断相保护器，或者配合相应的继电保护装置，当有故障时可以快速切断电源。
2.4应用无功补偿装置
在配电网中，无功补偿装置最为突出的作用是能够降低设备和线路损耗，从而提升供电效率和质量，通过对补偿装置的合理选择，可以使配电系统的损耗得到有效降低。同时，无功补偿装置可以使负荷不平衡引起的系统不平衡问题得到缓解，尤其是能够改善零序电流，从而提高三项不平衡度，降低配变损耗。无功补偿与谐波治理装置（如STATCOM、APF等），可以通过对不平衡负载的直接补偿，可以对三相电网中不平衡现象进行快速并有针对性的治理。进行无功补偿有多种方法，如与负荷并联电容进行补偿，或者在相间跨接电容进行补偿，还可以采用快速调节无功功率的静止无功补偿器（SVC）进行补偿。若补偿时仅检测相角来确定电容补偿，有时会使三相不平衡情况更加严重，故需结合计算机技术对传统的补偿装置进行改造，以使补偿更有效果和针对性。需要注意的是，虽然这种方法可以解决低压配电网的三相负荷不平衡问题，但是由于补偿装置的体积较大，加之安装与运维成本较高，所以该方法的经济性偏低，如果想要大范围推广使用，除了要缩小补偿装置的体积之外，还应当采取相应的措施降低安装和运维费用。
2.5加装三相不平衡自动调整装置
三相不平衡自动调整装置有以下几种：在负荷末端加装自动换相装置，通过监测各负荷电流及变压器出线端电流、电压，由集中控制器进行分析、判断，下达换相指令，进行自动换相，使三相负荷达到新的平衡；在三相线路中加装由电抗器、电容器和电力电子器件组成的全电力电子自动调整装置，通过监测线路中三相电流、电压参数，由控制器进行分析、判断，然后发送指令给装置内部的IGBT装置，控制各相电容、电抗器的通断，进而起到无功补偿和有功电流转移的作用，使三相线路达到新的平衡。
3结语
综上所述，在低压配电网中，三相负荷不平衡问题普遍存在，为确保配网运行的稳定性，应对三相负荷不平衡的原因进行分析，并采取合理可行的措施加以防范和控制，只有这样，才能使低压配电网的运行更加安全、可靠。
参考文献：
[1]储婷，丁哲，吴善，杨李星.配电网三相不平衡治理综述[J].电工电气.2016（10）
[2]周虎，陈佳黎，鲜龙，吴丽珍.电网三相不平衡下农网低电压治理的研究[J].电网与清洁能源.2015（11）
论文作者:林浩彬
论文发表刊物:《基层建设》2018年第18期
论文发表时间:2018/7/20
标签：负荷论文; 不平衡论文; 变压器论文; 低压论文; 装置论文; 电流论文; 配电网论文; 《基层建设》2018年第18期论文;