三相不平衡是電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標，雖然影響電力系統的因素有很多，但正常性不平衡的情況大多是因為三相元件、線(xiàn)路參數或負荷不對稱(chēng)。由于三相負荷的因素是不一定的，所以供電點(diǎn)的三相電壓和電流極易出現不平衡的現象，損耗線(xiàn)路。不僅如此，其對供電點(diǎn)上的電動(dòng)機也會(huì )造成不利的影響，危害電動(dòng)機的正常運行。因此，如果三相不平衡超過(guò)了配電網(wǎng)可以承受的范圍，那么整體的電力系統的安全運行就會(huì )受到影響。

配電網(wǎng)三相不平衡的概況 

根據電工中的專(zhuān)業(yè)理論，多相系統可以分為兩大類(lèi)，一個(gè)是對稱(chēng)，一個(gè)是不對稱(chēng)。在電網(wǎng)系統中，三相平衡主要指的是三相的電壓相量的大小相等，而且如果按照A、B、C的順序進(jìn)行排列，他們兩兩之間構成的角度都為2n/3。而三相不平衡就是指相量大小、角度的不一致。根據國家標準，三相不平衡主要是包括：電力系統公共連接點(diǎn)正常電壓不平衡度允許值為2%，短時(shí)不可超過(guò)4%。三相電壓允許不平衡度可以作為一個(gè)電能質(zhì)量的衡量標準。

配電網(wǎng)三相不平衡的原因

第一個(gè)原因是三相負荷的不合理分配。很多的裝表接電的工作人員并沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的對于三相負荷平衡的知識概念，因此在接電的時(shí)候并沒(méi)有注意到要控制三相負荷平衡，只是盲目和隨意的進(jìn)行電路的接電荷裝表，這在很大程度上造成了三相負荷的不平衡。其次，我國的大多數電路都是動(dòng)力和照明混為一體的，所以在使用單相的用電設備時(shí)，用電的效率就會(huì )降低，這樣的差異進(jìn)一步加劇了配電變壓器三相負荷的不平衡狀況。

第二個(gè)原因是用電負荷的不斷變化。造成用電負荷不穩定的原因包括了地II經(jīng)常出現的拆遷，移表或者用電用戶(hù)的增加;臨時(shí)用電和季節性用電的不穩定性。這樣在總量上和時(shí)間上的不確定和不集中性使得用電的負荷也不得不跟隨實(shí)際情況而變化。

第三個(gè)原因是對于配變負荷的監視力度的削弱。在配電網(wǎng)的管理上，經(jīng)常會(huì )忽略三相負荷分配中的管理問(wèn)題。在配電網(wǎng)的檢測上，對配電變壓器的三相負荷也沒(méi)有進(jìn)行定期的檢測和調整。除此之外，還有很多因素造成了三相不平衡的現象，例如線(xiàn)路的影響以及三相負荷矩的不相等等。

三相不平衡的危害

1、增加線(xiàn)路的電能損耗

在三相四線(xiàn)制供電網(wǎng)絡(luò )中，電流通過(guò)線(xiàn)路導線(xiàn)時(shí)，因存在阻抗必將產(chǎn)生電能損耗，其損耗與通過(guò)電流的平方成正比。當低壓電網(wǎng)以三相四線(xiàn)制供電時(shí)，由于有單相負載存在，造成三相負載不平衡在所難免。當三相負載不平衡運行時(shí)，中性線(xiàn)即有電流通過(guò)。這樣不但相線(xiàn)有損耗，而且中性線(xiàn)也產(chǎn)生損耗，從而增加了電網(wǎng)線(xiàn)路的損耗。

2、增加配電變壓器的電能損耗

配電變壓器是低壓電網(wǎng)的供電主設備，當其在三相負載不平衡工況下運行時(shí)，將會(huì )造成配變損耗的增加。因為配變的功率損耗是隨負載的不平衡度而變化的。

3、配變出力減少

配變設計時(shí)，其繞組結構是按負載平衡運行工況設計的，其繞組性能基本一致，各相額定容量相等。配變的最大允許出力要受到每相額定容量的限制。假如當配變處于三相負載不平衡工況下運行，負載輕的一相就有富余容量，從而使配變的出力減少。其出力減少程度與三相負載的不平衡度有關(guān)。三相負載不平衡越大，配變出力減少越多。為此，配變在三相負載不平衡時(shí)運行，其輸出的容量就無(wú)法達到額定值，其備用容量亦相應減少，過(guò)載能力也降低。假如配變在過(guò)載工況下運行，即極易引發(fā)配變發(fā)熱，嚴重時(shí)甚至會(huì )造成配變燒損。

4、配變產(chǎn)生零序電流

配變在三相負載不平衡工況下運行，將產(chǎn)生零序電流，該電流將隨三相負載不平衡的程度而變化，不平衡度越大，則零序電流也越大。運行中的配變若存在零序電流，則其鐵芯中將產(chǎn)生零序磁通。(高壓側沒(méi)有零序電流)這迫使零序磁通只能以油箱壁及鋼構件作為通道通過(guò)，而鋼構件的導磁率較低，零序電流通過(guò)鋼構件時(shí)，即要產(chǎn)生磁滯和渦流損耗，從而使配變的鋼構件局部溫度升高發(fā)熱。配變的繞組絕緣因過(guò)熱而加快老化，導致設備壽命降低。同時(shí)，零序電流的存也會(huì )增加配變的損耗。

5、影響用電設備的安全運行

配變是根據三相負載平衡運行工況設計的，其每相繞組的電阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。當配變在三相負載平衡時(shí)運行，其三相電流基本相等，配變內部每相壓降也基本相同，則配變輸出的三相電壓也是平衡的。假如配變在三相負載不平衡時(shí)運行，其各相輸出電流就不相等，其配變內部三相壓降就不相等，這必將導致配變輸出電壓三相不平衡。同時(shí)，配變在三相負載不平衡時(shí)運行，三相輸出電流不一樣，而中性線(xiàn)就會(huì )有電流通過(guò)。因而使中性線(xiàn)產(chǎn)生阻抗壓降，從而導致中性點(diǎn)漂移，致使各相相電壓發(fā)生變化。負載重的一相電壓降低，而負載輕的一相電壓升高。在電壓不平衡狀況下供電，即容易造成電壓高的一相接帶的用戶(hù)用電設備燒壞，而電壓低的一相接帶的用戶(hù)用電設備則可能無(wú)法使用。所以三相負載不平衡運行時(shí)，將嚴重危及用電設備的安全運行。

6、電動(dòng)機效率降低

配變在三相負載不平衡工況下運行，將引起輸出電壓三相不平衡。由于不平衡電壓存在著(zhù)正序、負序、零序三個(gè)電壓分量，當這種不平衡的電壓輸入電動(dòng)機后，負序電壓產(chǎn)生旋轉磁場(chǎng)與正序電壓產(chǎn)生的旋轉磁場(chǎng)相反，起到制動(dòng)作用。但由于正序磁場(chǎng)比負序磁場(chǎng)要強得多，電動(dòng)機仍按正序磁場(chǎng)方向轉動(dòng)。而由于負序磁場(chǎng)的制動(dòng)作用，必將引起電動(dòng)機輸出功率減少，從而導致電動(dòng)機效率降低。同時(shí)，電動(dòng)機的溫升和無(wú)功損耗，也將隨三相電壓的不平衡度而增大。所以電動(dòng)機在三相電壓不平衡狀況下運行，是非常不經(jīng)濟和不安全的。

改進(jìn)配電網(wǎng)三相不平衡的技術(shù)

1、注重對三相負荷的合理分配

在對三相負荷的分配問(wèn)題上，電力工作人員應當在實(shí)際的工作中將相關(guān)的數據進(jìn)行認真的采集和記錄，達到能夠在一定程度上預測用電負荷的狀態(tài)。其次，可以通過(guò)裝設平衡裝置的方式來(lái)達到更好三相平衡的分配問(wèn)題。在一些采用低壓三相四線(xiàn)制的地g,可以增設調整不平衡電流無(wú)功補償裝置來(lái)解決經(jīng)常出現的電網(wǎng)中的不平衡電流現象造成的各類(lèi)后果。這樣的裝置不僅可以補償系統無(wú)功，而且也可以調整不平衡有功電流的作用。另外，根據實(shí)際情況中負荷矩的不同情況，適當的調整接線(xiàn)方式也對合理分配三相負荷有一定的影響。

2、對三相負荷中不平衡電流的治理方法

根據不平衡電流電納的補償原理，在任何一個(gè)可以確定的時(shí)刻，主要出現了三相不接地的不平衡負載，那么他們中的每一個(gè)相負載都可以同一個(gè)電阻和電容形成并聯(lián)的形式。因此，在不平衡電流治理電納補償理論的指導下，可以將不同性質(zhì)符合的等效進(jìn)行分析，確定相間和相對地的無(wú)功補償量。當配電變壓器要進(jìn)行不平衡電流的補償時(shí)，應該滿(mǎn)足一下的幾點(diǎn)原則。一是需要注意到電流的治理應當有兩個(gè)內容，一個(gè)是補償功率因數，一個(gè)是調節三相電流不平衡，這兩者共同確定了補償所需要的無(wú)功功率。第二點(diǎn)，在實(shí)際的工程施工時(shí)，應當采用全容性的治理方式，與電感補償相區分，避免出現嚴重過(guò)補償的情況。第三點(diǎn)是需要考慮到負荷是會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的變化而變化的，基于這種特性，補償量也應該根據負荷的變化進(jìn)行適當的調整。第四點(diǎn)表現在裝置開(kāi)關(guān)和補償設備的投切次數的限制，要在設計時(shí)將全天的優(yōu)化方案進(jìn)行策略的管理?？傊?，在進(jìn)行比例調節系數額設置時(shí)，需要同時(shí)考慮功率因數的限制條件以及過(guò)補償限制的條件。

3、增設對三相負荷的檢測調整

定期開(kāi)設對三相負荷的檢測工作也是非常必要的。在對三相符合的合理分配以及控制后，相關(guān)部門(mén)應當開(kāi)設檢測工作。電力的平衡不能是絕對的，只能是盡力做到相對的平衡，在實(shí)際的檢測工作中，各部門(mén)應當以國家和相關(guān)部門(mén)制定的平衡度的衡量指標作為一個(gè)標準，將檢測的結果進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的記錄和分析，對各相的負荷電流進(jìn)行定期的檢測，以便于及時(shí)發(fā)現一些三相的不平衡狀況。當在檢測過(guò)程中發(fā)現有安全隱患的部位，要及時(shí)的進(jìn)行調整和修改。對于檢測過(guò)程中未發(fā)現問(wèn)題的部位，也應當提高瞽惕。在檢測結束以后，不僅需要進(jìn)行數據的整理和分析，還要進(jìn)行及時(shí)的反饋。這里的反饋主要是指根據檢測結果推斷出的三相需要進(jìn)行的調整，以及對于新技術(shù)在三相中運用的可能性預測。通過(guò)合理的檢測和對檢測結果的深入分析，我們可以在最大程度上避免不平衡現象的出現，降低用電事故的出現。

總結

配電網(wǎng)的三相不平衡的問(wèn)題不僅會(huì )干擾配電網(wǎng)其他設備的工作的正常運行，而且容易增加故障，縮短電力設備的壽命，進(jìn)而產(chǎn)生對通信系統干擾等較大的影響。它不僅影響的是配電網(wǎng)的安全運轉，更是整個(gè)電力系統的經(jīng)濟效益以及用戶(hù)的用情況。因此從根本上改進(jìn)配電網(wǎng)三相不平衡的問(wèn)題是非常必要的，我們要進(jìn)行不斷的探索和研究。無(wú)論是在對三相的分配，還是管理以及后期的檢測調整，每一個(gè)環(huán)節都應當努力做到認真細致，并且開(kāi)拓新的技術(shù)來(lái)服務(wù)于配電網(wǎng)的發(fā)展。