1、三相不平衡的危害
1)增加线路及配电变压器电能损耗:在三相四线制供电网中,由于导线存在阻抗,所以电流通过的时候就会产生损耗。其损耗与通过电流的平方成正比,如下面例子所示。当相电流平衡的时候,系统的电能损耗最小。
例如设某系统的三相线路、变压器绕组每相的总阻抗为Z(暂不记中性线),如果三相电流平衡,IA=100A,IB=100A,IC=1OOA,则;
总损耗=100²Z+100²Z+100²Z=30000Z。
如果三相电流不平衡,IA=50A,IB=100A,IC=15OA,则;
总损耗=50²Z+100²Z+150²Z=35000Z。比平衡状态的损耗增加了17%。
在最严重的状态下,如果IA=0A,IB=0A,IC=30OA,则;
总损耗=300²Z =90000Z。比平衡状态的损耗增加了3倍。
可见不平衡度愈严重,所造成损耗越大。
2)降低配变变压器出力以及增加铁损:由于变压器在设计的时候,每相的容量额定值相等,最大允许的出力受到每相的额定值限制。三相不平衡时,负载轻的相得不到完全利用,总的配变出力降低。在过载情况下,更容易引起发热情况。
在三相不平衡工作状态下,配电系统就会产生零序电流,零序电流金属构件时,就会产生磁滞和磁涡流损耗,使设备发热,加速设备的老化。
3)电动机效率降低:工作在三相负载引起的三项电压不平衡状况下,就会产生正序、负序、零序电压。在负序电压比正序电压小的时候,正负序电压产生的磁场方向相反,负序电压产生的磁场起到起到抑制作用,所以降低了电动机效率。
4)影响用户用电质量:三相负荷不平衡情况下,中性点会发生漂移,引起各相电压发生变化。带来接在负载重的相的用户,电压会偏低,在轻载相的用户电压会偏高等后果。
5) 影响电能计量:根据对称分量法,三相不平衡电流可以分解为三相平衡的正序、负序、和零序三个分量。负序和零序电流分量的存在必然会对计量仪表的精度产生影响。即使在高压侧,虽然零序电流在变压器内环流,不会向系统传递,但负序电流分量可以豪无阻碍地向系统传递,因此仍然会对计量仪表的精度产生影响。
6)用电安全:三相负荷不平衡,不止会影响设备工作效率、变压器的出力、用电的质量。等,严重情况下,引起发热过度,烧坏供电、用电设备,带来不可估量的后果。
2、治理三项不平衡的意义
配电变压器是连接配电线路与用户之间的桥梁,肩负着向用户分配电能的重任,它的安全稳定运行是保证用户用电的基础。然而目前,大量配电变压器存在三相不平衡的问题,严重影响了供电企业的效益和用户的电能质量,同时也危害了人身设备的安全。采取有效措施使配电变压器三相负荷平衡将成为必然。