摘要：随着社会的高速发展，家用大功率电器使用的越来越多，由于负荷的增加，极易导致三相负荷变得不平衡，给实际电网的运行以及维护等带来问题。本次论文针对三相不平衡系统形成的原因、极易导致的问题以及预防措施进行了逐步分析，希望能给以后的生产生活带来便利，降低风险。
关键词：低压配网；三相不平衡；影响；治理
引言
所谓三相平衡系统又叫做对称系统是指三相电的电压以及电流有同样的幅值同时相位存在一百二十度的差值。与之相反的是，如果电路中含有任何一个条件情况变化，该系统就变成了三相不平衡系统又称不对称系统。当前电路中使用最多的就是三相变压器，低压电网不同于高压网，低压配网用户基本上使用单相式负载。随着社会的高速发展，家用大功率电器使用的越来越多，由于负荷的增加，极易导致三相负荷变得不平衡，给实际电网的运行以及维护等带来问题。本次论文针对三相不平衡系统形成的原因、极易导致的问题以及预防措施进行了逐步分析，希望能给以后的生产生活带来便利，降低风险。
1三相不平衡补偿装置基本工作原理
三相不平衡补偿装置以全控型半导体功率器件IGBT为核心，能快速连续地补偿电网的无功电流、零序和负序电流，并可抑制电压波动和闪变，使整个电网负荷的潮流分配更趋合理，使电力系统稳定、高效地运行，完美解决电网三相不平衡、谐波、无功等问题。该文的三相不平衡装置采用三相四线三电平全桥拓扑，电流中零序分量和负序分量，控制不平衡补偿装置使装置逆变发出与之相反的抵消电流，达到消除不平衡及补偿的补偿分量注入系统中。装置同时可实时检测系统电流的谐波分量，兼具谐波补偿功能，可根据用户需求进行选择性补偿。装置采用模块化设计，每个模块规格为33kvar，对应电压电流规格为380V/50A，可具备补偿50A的负序电流和最大100A的零序电流，具备对13次以下谐波的滤除功能，动态响应时间约1ms。根据需要补偿电流总量，可对电气柜进行模块化扩展，最高支持6个模块/200kvar的总容量配置。模块间以主从方式进行并联，通过指定的主模块完成指令电流的计算与下发，各模块间平均输出电流，完成电流补偿功能。
2低压配网中三相不平衡的影响分析
2.1影响电能质量
1）对供电电能质量的影响。三相负荷不平衡系统在实际使用过程中会对实际电能的提供带来问题，极易导致电能质量问题。首先极易出现电荷分布不均衡情况，使得用户出现电能使用效率不高。2）产生较大零序电流对线路中性线的影响。低压配网三相不均衡极易对电路中的中性线质量产生影响，只要出现中性线问题，导致系统中性点发生偏移，使得某一相电压升高，从而使用该相电设备承受电压。
若电路中的电压或者电流超过额定电流电压就会对用电器产生损坏，会导致电网问题影响实际电路的运行。
2.2影响供电设备运行
低压配网中若出现三相不均衡的情况肯定会导致部分用电器的电压出现明显增大的情况，同时会高于两相，若长时间在该情况下就会导致温度过高进而引发火灾等问题，同时长时间处于高电压的情况下也会降低设备的使用年限，为后期的设备维修护理等带来麻烦。
2.3低压表计和低压线路在改造方面存在不同步现象
在进行低压电网的改造过程中，低压表计和低压线路不同步改造的问题是难以避免的，极有可能出现将低压线路改成三相四线供电的情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是，就其实际应用来看低压表计的供电形式依然采用的是传统供电形式，如果将电压表计改造成为了三相供电的形式，就会依旧采用传统的单相供电形式，这就会出现低压配网不平衡负荷的问题，使得工程改造问题难以真正取得实效。
3低压配网三相不平衡运行优化策略
3.1负荷补偿
负荷补偿通常是指在电源侧或配电网侧设置补偿装置，从而达到控制三相不平衡问题。相关领域的专家学者提出了在线性三相三线制不平衡现象的理想补偿理论，这一理论指出在三相平衡的状态下，所有线性和中性点不接地的三相不平衡现象都能够借助一个补偿网络来使其达到平衡的状态，且在补偿的过程中也不会对电源及负荷的功率交换构成不利的影响。之后还有学者采用了对称分量的方式对三相四线制当中的各相进行划分，将其分为正序、负序和零序三个类型，同时也可将上述理论进行有效的优化并加以推广，推动其在电力系统中得以广泛应用。在这一理论的支持下能够计算出各相需要补偿的导纳值，进而也有效解决了负载导纳不易测量，且精度不足的问题。
3.2采用增强型无功补偿装置
在电力系统的实际运行过程中，三相不平衡问题是经常出现的，而且很多时候会与无功功率公共出现，所以要进行系统无功的补偿，就要采用动态的方法，借助大功率电力电子与控制技术，使用最新静止无功发生器（SVG）来进行补偿，与此同时还能够调整三相电流。静止无功发生器的工作原理是通过控制直流侧电容器，来实现符合功率的转移，使其雄一相转移到另一相，解决三相电不平衡的问题。SVG的控制方式主要有两种，分别是不平衡电流控制和动态无功补偿控制，所以采用该方式不仅能够有效解决总线三相电流问题，而且能够实现系统无功的补偿。单纯就其控制原理来看，在额定电流的工作环境下，三相电流能够到较好的平衡，由于SVG的安装位置是配电变压器上，所以是在低压侧进行集中补偿，能够对变压器的出口电压和电流进行有效的调整，使得变压器保持较好的工作状态，但是实际上并没有能够从根本上解决三相负荷不平衡的问题，不仅线路损耗没有得到有效解决，而且终端负荷的电压质量问题也不能够得到保证，低电压问题也依然存在。
3.3多目标优化自动换相器
自动换相器主要包括主控制单元和自动切换单元，其在换相方案的确定中需要采集台区线路首端三相电流信息，然后对出线端的相序信息进行收集，参照用户负荷情况来确定，在此基础上进行出线端相序的切换。但是目前采用的换相器，大多数是自动换相器，其主要的作用是解决三相电流的不平衡问题，但是却难以有效解决因三相负荷电流不平衡问题造成的低压线路电能损耗、电压偏差、电压不平衡等问题。所以，要进行自动换相器的优化，首先要解决自动换相器的实时性问题，可以采用多目标优化的方式来进行自动换相器的优化，使其能够解决多个问题。多目标优化的控制方式是在系统进行自动检测的基础上，获取所需的数据，如果换相开关控制周期的换相次数不超标的情况，进行三相不平衡引发问题的判断，然后采用多目标遗传算法进行最佳换相方案的选择，最终实现三相电流不平衡、线损、电压偏差、电压不平衡等问题的有效解决，实现多目标的优化。
结语
在配电网运行的过程中，三相不平衡现象会提高电网运行过程中的损耗，降低电网运行的经济效益，所以我们必须要采取有效措施积极处理三相不平衡问题。现有的处理办法无法实现理想的补偿效果，所以必须要开发出一种安全经济的策略，进而能够更好地提高电网运行的经济性。
参考文献：
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[3]石松.低压配网三相负荷自平衡装置及其控制策略[D].西安理工大学，2017.
论文作者:杨仕雄
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/13
标签：不平衡论文; 低压论文; 电流论文; 负荷论文; 电压论文; 电网论文; 装置论文; 《电力设备》2019年第3期论文;