第一篇：三相配電變壓器采用D,yn11結(jié)線的優(yōu)點(diǎn)

Y，yn0和D，yn11變壓器能承受不平衡電流差別的原因

Y，yn0接線組別的變壓器由單相不平衡負(fù)荷引起的中性線電流不得超過低壓繞組額定電流的25%。而D，yn11組別的變壓器可承受由單相不平衡負(fù)荷引起的中性線電流超過低壓繞組額定電流的75%，甚至100%。

俺一直只知道有這么回事，但其根本原因不清楚。請高手給予分析、講解一下。

Dyn11的變壓器高壓D接，沒有中性點(diǎn)，在負(fù)載不平衡時(shí)不會(huì)引起中性點(diǎn)的漂移，造成三相高電壓不平衡。只能保護(hù)高壓側(cè)，不會(huì)將不平衡電流帶入高壓側(cè)

三相配電變壓器采用D，yn11結(jié)線的優(yōu)點(diǎn)

目前10kV三相配電變壓器廣泛采用Y，yno結(jié)線（即原表示法的Y／Y0－12結(jié)線），以其能提供380V和220V兩種電源電壓方便了用戶。但是，國際上多數(shù)國家的三相配電變壓器均采用D，yn11結(jié)線（即原表示法的△／Y0—11結(jié)線）；它不但保持了輸出兩種電壓的好處，而且具有：①降低諧波電流，改善供電正弦波質(zhì)量；②零序阻抗小，提高單相短路電流，有利于切除單相接地故障；③三相不平衡負(fù)荷情況下能充分利用變壓器容量，同時(shí)降低變壓器損耗等優(yōu)點(diǎn)。我國福州、保定、上海等變壓器廠已生產(chǎn)D，yn11結(jié)線三相配電變壓器多年。為推廣使用D，yn11結(jié)線配電變壓器，現(xiàn)與Y，yno結(jié)線配電變壓器比較分析如下。改善供電正弦波質(zhì)量

根據(jù)變壓器空載運(yùn)行情況，電源電壓在原繞組中產(chǎn)生勵(lì)磁電流，該電流在鐵芯中產(chǎn)生磁通并匝鏈著原繞組和副繞組，在原副繞組中感應(yīng)電勢。原繞組的感應(yīng)電勢和阻抗壓降與電源電壓相平衡。副繞組的感應(yīng)勢在輸出端表現(xiàn)為空載電壓。由于變壓器的磁化曲線兩端彎曲，磁通飽和，所以勵(lì)磁電流為尖頂波時(shí)磁通為正弦波（見圖1），而勵(lì)磁電流為正弦波時(shí)磁通為平頂波（見圖2）。我們希望感應(yīng)電勢為正弦波，則必須要有正弦波磁通。這就要求像圖1那樣，勵(lì)磁電流應(yīng)為尖頂波。從非正弦波的諧波分析知道，尖頂波中含有三次諧波成分。對三相變壓器來講，三相尖頂波勵(lì)磁電流中的三次諧波分量組成零序制相量。因?yàn)槿沃C波的頻率為150HZ，各相相量間相位差是基波的3倍。3 × 120°=360°，可見各相相量組成零序制。Y，yno結(jié)線配電變壓器原繞組的中性點(diǎn)不引出，勵(lì)磁電流中不含三次諧波，即接近正弦波；那么磁通為平頂波，感應(yīng)電勢為非正弦波，供電電壓波形較差（見圖2）。D，yn11結(jié)線配電變壓器原繞組為三角形接法，可環(huán)行零序電流和三次諧波電流，故勵(lì)磁電流為尖頂波而磁通為正弦波，感應(yīng)電勢和輸出電壓波形較好。

再從副繞組看，兩者都是yn結(jié)線。當(dāng)三相負(fù)載不平衡而有中性線電流時(shí)，三相不對稱電流中含有零序分量（其頻率為50HZ），其值為中性線電流的1／3。該零序電流在變壓器鐵芯中產(chǎn)生零序磁通，在鐵芯的三柱中為同方向，不能在鐵芯中閉合。零序磁通是經(jīng)鐵芯外面的附件、頂蓋、油箱等閉合的。對于D，yn11結(jié)線配電變壓器來說，該零序磁通在主繞組中感應(yīng)零序環(huán)行電流。從電磁感應(yīng)關(guān)系可知，主副繞組零序電流產(chǎn)生的零序磁通是相互抵消的，因而主磁通中零序成分很小，副邊的零序電壓也小，可見副邊的零序阻抗較小。而對于Y，yno結(jié)線配電變壓器來說，主繞組中不能流通零序電流，主磁通中零序成分較大，副邊的零序電壓也大，可見副邊的零序阻抗較大。副邊的零序電壓小，改善了各相負(fù)載端電壓偏離220V的程度，這也是D，yn11結(jié)線的好處。有利于切除單相接地故障

D，yn11結(jié)線配電變壓器的零序阻抗較小，單相接地短路電流就大些。一般在相同條件下，D，yn11結(jié)線配電變壓器出口的單相短路電流為Y，yno結(jié)線配電變壓器出口的單相短路電流的3倍以上。單相接地保護(hù)裝置的動(dòng)作靈敏度相應(yīng)提高，反時(shí)限特性的保護(hù)動(dòng)作時(shí)限縮短。

低壓電網(wǎng)接地故障保護(hù)的作用在于保證設(shè)備及線路的熱穩(wěn)定、防止電氣火災(zāi)、保障人身安全。單相接地故障的短路電流Ld通常較小，而且與低壓電網(wǎng)的接地型式有關(guān)，需特別注意校驗(yàn)。以下說明使用熔斷器作為線路和設(shè)備保護(hù)時(shí)校驗(yàn)方法。

我國新標(biāo)準(zhǔn)《低壓配電裝置及線路設(shè)計(jì)規(guī)范》（待批）提出：TN系統(tǒng)采用我國標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品熔斷器作配電線路接地故障保護(hù)時(shí)應(yīng)符合附表所列單相接地短路電流Id比熔體額定電流In的最小倍數(shù)。所謂TN接地系統(tǒng)是指，配電變壓器中性點(diǎn)直接接地（用T表示），系統(tǒng)內(nèi)外露可導(dǎo)電部分經(jīng)中性線N或另設(shè)的保護(hù)線PE連接到變壓器接地（用N表示），近似于過去“保護(hù)接零”。附表列出兩種時(shí)限，5S對應(yīng)于固定式電氣設(shè)備和線路，0．4S對應(yīng)于移動(dòng)式和手持式電氣設(shè)備及線路（插座）。熔體額定電流In按回路工作電流或尖峰電流選擇后，要校驗(yàn)ID／In的最小倍數(shù)是否滿足。著眼于人身安全，還要校驗(yàn)接觸電壓Ujc，附表切斷時(shí)間5S要求Ujc ≤50V，切斷時(shí)間0．4S要求Ujc≤90V。

一般Y，yno結(jié)線配電變壓器的零序阻抗達(dá)正序阻抗的8～10倍，單相短路電流相對較小，以致故障點(diǎn)位于電網(wǎng)末端、保護(hù)線PE截面較小、用電設(shè)備功率較大或電動(dòng)機(jī)要考慮尖峰電流所選熔體額定電流較大等情況下常常不能滿足附表要求的ID／In人最小倍數(shù)。改用D，yn11結(jié)線配電變壓器往往可以解決問題。能充分利用變壓器容量

Y，yno結(jié)線配電變壓器在三相不平衡負(fù)荷作用下，一方面零序電流產(chǎn)生零序磁通經(jīng)過油箱、附件等部位閉合形成嚴(yán)重的磁洲和渦流損耗增加變壓器功耗和溫升；另一方面零序電壓使中性點(diǎn)電位偏移，各相負(fù)載端電壓或升或降，因此規(guī)定中性線電流不得超過二次額定電流的25％，從而限制了變壓器容量的利用。在極端情況下，負(fù)荷集中于一相，例如一臺容量為315kVA配電變壓器，每相容量105kVA、但中性線電流限制了單相負(fù)荷容量，只能達(dá)到105×25﹪=26．25kVA、變壓器的容量利用率只有26．25／315=1/12=8．3％。在城鎮(zhèn)公用配電變壓器和農(nóng)村居民區(qū)配電變壓器中三相負(fù)荷不平衡情況幾乎不可避免。即使設(shè)計(jì)安裝時(shí)力求把同類負(fù)荷曲線的用電設(shè)備平均分配到三相上，實(shí)際運(yùn)行中仍會(huì)出現(xiàn)三相嚴(yán)重不平衡現(xiàn)象，由此造成的低壓線損率居高不下、甚至燒毀變壓器事故屢見不鮮。

對于D，yn11結(jié)線配電變壓器，因?yàn)橹鞔磐ㄖ辛阈虺煞趾苄?，雖然零序磁通路經(jīng)仍同上述，變壓器不致過熱；所以中性線電流不受限制，可以與線電流相等。變壓器的容量利用率較好。

因此在TN和TT系統(tǒng)接地型式的低壓電網(wǎng)中和在不平衡單相負(fù)荷引起中性線電流超過變壓器低壓繞組額定電流的25﹪情況下，宜選用D，yn11結(jié)線三相配電變壓器。

第二篇：配電變壓器三相負(fù)載不平衡的危害和治理措施研究

配電變壓器三相負(fù)載不平衡的危害和治理措施研究

郭宇航

山東省菏澤第一中學(xué), 山東省菏澤市274000 摘要：在我國的城鄉(xiāng)居民供電系統(tǒng)中，由于每家每戶用的電器不同，那么負(fù)荷必然也不同，而這就會(huì)加劇電網(wǎng)三相電流的不平衡，而對于這種情況，目前供電企業(yè)并沒有找到很好的解決措施，只能經(jīng)常的對其進(jìn)行測量、監(jiān)控，以減少出現(xiàn)狀況的頻率。而接下來本文就著重研究配電變壓器三相負(fù)載不平衡的危害，并提出了相應(yīng)的治理措施。關(guān)鍵詞：配電變壓器；電流不平衡；治理措施

1、簡述配電變壓器的三相負(fù)載不平衡及成因 三相負(fù)載不平衡也就是指：電力系統(tǒng)中的三相電流的振幅各不相同，且彼此間的振幅差超過了指定范圍，而嚴(yán)格按照技術(shù)要求的話，那么三相負(fù)載電流不平衡度應(yīng)該控制在15%，在這之間才是安全的范圍。接下來講解三相負(fù)載不平衡的原因，據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)三相負(fù)載不平衡的主要原因則是管理上出現(xiàn)了漏洞。因?yàn)橄嚓P(guān)工作人員在對配電變壓器三相負(fù)荷進(jìn)行分配時(shí)，部分工作人員存在盲目性、隨意性，而工作人員的這種態(tài)度也就為以后埋下了安全隱患；再加上農(nóng)村用電存在嚴(yán)重的混用現(xiàn)象，比如對用電功率、照明的混用等，而農(nóng)村的這種現(xiàn)狀，就會(huì)給相關(guān)工作人員增加很大的難度，因?yàn)檗r(nóng)村用戶用電的情況比較雜亂，不易于工作人員掌控；還有一種原因就是：供電企業(yè)并沒有建立一個(gè)完善的監(jiān)測、考核管理機(jī)制，而導(dǎo)致公用變壓器三相負(fù)載達(dá)不到平衡運(yùn)行的目的，很大一部分原因就是管理存在漏洞，沒有時(shí)時(shí)有效的對用電情況進(jìn)行監(jiān)測，也沒有定期的對工作人員進(jìn)行考核，所以要想改善三相負(fù)載不平衡就要從本做起。

2、配電變壓器三相不平衡的危害 2.1可能出現(xiàn)的安全方面的危害 在配電變壓器的運(yùn)行中，由于三相負(fù)載不平衡可能帶來安全方面的危害，而本人把其歸納了四種：①會(huì)對人身產(chǎn)生危害。當(dāng)配電變壓器中性點(diǎn)在接地運(yùn)行時(shí)，如果此時(shí)的接地電阻沒有達(dá)到技術(shù)所要求的標(biāo)準(zhǔn)，那么當(dāng)三相負(fù)荷不平衡到一定程度時(shí)，就會(huì)使配電變壓器的中性線帶電，而當(dāng)這種情況出現(xiàn)時(shí)必然會(huì)給配電變壓器金屬構(gòu)架人員的人身安全造成威脅，而因此造成的人員傷亡事故屢有發(fā)生，所以為了人們的生命安全，應(yīng)對三相不平衡進(jìn)行有效監(jiān)測。②對配電變壓器本身的危害。在對配電進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，其繞組結(jié)構(gòu)都是按照負(fù)載平衡運(yùn)行情況設(shè)計(jì)的，而且性能相差無幾、各相額定容量也相等，而這也就說明了:配電站不是可以無限出力的，而是要受到每相額定容量的限制。而在這種情況下，如果讓配電在三相不平衡的工況下運(yùn)行，那么負(fù)載重的一相極有可能因承受不住而出現(xiàn)狀況，而負(fù)載輕的一相則有富余容量，而這樣就會(huì)導(dǎo)致配電的出力減少，所以我們就可以認(rèn)為：配電出力減少的程度與三相負(fù)荷的不平衡有關(guān)，即三相負(fù)載不平衡越大，其配電出力減少越多，反之則相反。因此，當(dāng)三相負(fù)荷出現(xiàn)不平衡時(shí)，那么配電變壓器的過載能力就會(huì)降低，久而久之就會(huì)對變壓器造成危害。而在生產(chǎn)、生活的實(shí)際用電中，出現(xiàn)三相負(fù)荷不平衡的原因主要是用戶用電的隨意性以及配電工作人員分配不均，而這兩種情況都會(huì)使配電變壓器處于不平衡運(yùn)行狀態(tài)，且也會(huì)導(dǎo)致零序電流過大。而在這種狀態(tài)下運(yùn)行，輕則會(huì)使配電變壓器的供電效率降低，進(jìn)而會(huì)使其金屬配件過度升高；重則就會(huì)把配電變壓器的單項(xiàng)零件燒壞或者也會(huì)殃及池魚把用戶的電器燒壞。③會(huì)對用電設(shè)備帶來危害。當(dāng)配電變壓器在三相平衡的狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，那么三相電流基本是相等的，必然配電內(nèi)部每相的壓降也相等，而在電流、電壓都相等的情況下，配電變壓器輸出的三相電壓也是平衡的，而只有在這種情況下，才會(huì)給用戶提供一個(gè)安全的用電環(huán)境，也只有在這種情況下，才能保證相關(guān)工作人員的生命安全。但是當(dāng)配電變壓器在三相負(fù)載不平衡的狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，那么輸出的電流必然不會(huì)相等，而且也會(huì)導(dǎo)致配電內(nèi)部的三相壓降也不相等，那么這種情況下，配電變壓器輸出的三相電壓必定會(huì)不平衡。而在三相負(fù)荷不平衡的狀態(tài)下運(yùn)行，就會(huì)致使中性點(diǎn)的位置發(fā)生位移，進(jìn)而導(dǎo)致中性點(diǎn)有電流通過，而這是極其危險(xiǎn)的。除此之外，由于三相負(fù)荷的不平衡，就會(huì)導(dǎo)致負(fù)載重的一相電壓降低，而造成的后果就是:照明燈具變暗以及電器效能降低等問題；而負(fù)荷輕的一相情況也很糟糕，因?yàn)樨?fù)載輕的一相電壓會(huì)升高，以及可能會(huì)損壞電器，就像剛打完球全身流汗的人，突然沖涼水澡，那么極有可能會(huì)給身體造成危害，而三相負(fù)荷不平衡造成的后果也是這個(gè)道理。④會(huì)對電動(dòng)機(jī)造成危害。配電變壓器如果在三相負(fù)載不平衡的工況下運(yùn)行，那么輸出的電流、電壓都不相同，在上面我也有詳細(xì)說明，在此就不過多闡述了。由于不平衡電壓有三個(gè)電壓分量，即正序、負(fù)序、零序，當(dāng)不平衡電壓輸入電動(dòng)機(jī)后，負(fù)序電壓就會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，同樣正序電壓也會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，而這兩者的磁場是相反的，能起到制動(dòng)作用。但是在運(yùn)行的過程中正序磁場發(fā)揮的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于負(fù)序磁場，那么電動(dòng)機(jī)就仍會(huì)朝正序磁場方向轉(zhuǎn)動(dòng)，可是在運(yùn)行的時(shí)候還是會(huì)受到負(fù)序磁場的制動(dòng)作用，而這樣造成的后果就是：電動(dòng)機(jī)輸出功率減少，效率降低且電動(dòng)機(jī)的無功損耗也會(huì)隨著三相電壓的不平衡度而變大，所以說在三相負(fù)荷不平衡的狀態(tài)下運(yùn)行，對電動(dòng)機(jī)是極其危害的。以上就是三相負(fù)荷不平衡帶給安全方面的危害。

2.2對電壓質(zhì)量和線損帶來的危害 在三相負(fù)載不平衡度較大的情況下，會(huì)使配電變壓器的中性點(diǎn)不接地或者也可以說是接地的電阻達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而導(dǎo)致中性點(diǎn)的位置發(fā)生了改變并同時(shí)使中性線帶有電壓。而這造成的后果就是：線路的電壓降被加大了，且輸出的功率也降低了，最終導(dǎo)致線路供電的電壓偏低，尤其是線路末端的電壓。而在這種情況下就會(huì)直接導(dǎo)致用戶的用電設(shè)備無法正常工作，而且電器的效能也比較低，久而久之就會(huì)大大提高低壓線破損率，這種結(jié)論并不是空穴來風(fēng)的，而是有實(shí)踐證明的。在實(shí)踐證明下，我們可以粗略的得出：三相負(fù)荷長期的不平衡比平衡狀態(tài)情況下的低壓線破損率高2%-10%，而且三相負(fù)載不平衡度如果超過了15%，那么線損率會(huì)更加嚴(yán)重，也就是說不平衡度越大，給線損率造成的影響也越大。所以接下來，本人就著重研究解決三相不平衡負(fù)再的辦法。

3、三相不平衡負(fù)載的解決辦法 3.1應(yīng)在管理方面做好兩方面的措施

為改善三相負(fù)載不平衡，在管理方面應(yīng)雙管齊下:①要建立一個(gè)完善的監(jiān)測制度。因?yàn)樵诒O(jiān)測制度的驅(qū)使下，就能督促管理人員認(rèn)真的監(jiān)測三相負(fù)荷的變化，尤其是在用電的高峰期，比如早中晚，在這期間極易出現(xiàn)狀況。如果不間斷的對其進(jìn)行監(jiān)測，就能夠通過對三相負(fù)荷的監(jiān)測，計(jì)算偏差的范圍，進(jìn)而當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)能夠及時(shí)制定調(diào)整三相負(fù)荷的計(jì)劃，以減少出現(xiàn)事故的概率。所以在供電企業(yè)中，應(yīng)該設(shè)立專業(yè)的人來對三相負(fù)荷進(jìn)行有效監(jiān)測。②應(yīng)該加強(qiáng)對基礎(chǔ)資料的管理。因?yàn)樵谖覈h級供電企業(yè)中，普遍存在這樣一種現(xiàn)狀：就是不重視基礎(chǔ)資料的管理，進(jìn)而使用戶負(fù)荷管理這項(xiàng)工作成為薄如環(huán)節(jié)，那么當(dāng)新增用戶接入時(shí)，比較的隨意，總覺得加幾戶不會(huì)對三相負(fù)荷造成影響，但是‘千里之堤毀于蟻穴’，而新增用戶的隨意性就是引起三相負(fù)載不平衡的源頭，所以要想改善這種現(xiàn)狀，就應(yīng)該在日常管理工作中，加強(qiáng)對基礎(chǔ)資料的管理。

3.2要想三相負(fù)荷平衡應(yīng)做的技術(shù)措施 在技術(shù)層面應(yīng)做的措施我把其歸納了五點(diǎn)：①要積極改善配電網(wǎng)絡(luò)，比如可以減少兩線制增加四線制，這樣做的目的是為了當(dāng)三相負(fù)荷不平衡時(shí)，能夠有效的對其進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整，而且還能避免新用戶接入負(fù)荷的隨意性，因?yàn)楫?dāng)有新的用戶接入或者用戶要進(jìn)行改造時(shí)，都會(huì)受到三相負(fù)荷平衡度的限制。②工作人員要根據(jù)三相負(fù)荷檢測情況，對低壓用戶的負(fù)荷及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而保障在每天高峰期時(shí)能夠使三相負(fù)荷保持基本平衡，如果當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)條件比較好的話，就可以安裝配電監(jiān)測系統(tǒng)，這樣就能夠每時(shí)每刻的對其進(jìn)行監(jiān)測，一旦出現(xiàn)不平衡狀態(tài)就能發(fā)出警報(bào)，提醒相關(guān)的工作人員對其進(jìn)行調(diào)整。③要盡量增大中性線的導(dǎo)線截面。尤其是在規(guī)劃或者建設(shè)配電網(wǎng)絡(luò)時(shí)，盡量使中心線與其他導(dǎo)線的界面一致，這樣就能夠有效減少損耗，進(jìn)而消除存在的斷線事故隱患。④要在配電網(wǎng)絡(luò)中盡可能多的增加接地點(diǎn)，這樣就能夠有效減少三相負(fù)載不平衡引起中性點(diǎn)偏移時(shí)產(chǎn)生的電壓降，這樣就能夠從一定程度起到保護(hù)設(shè)備的目的，進(jìn)而確保配電變壓器在三相負(fù)荷平衡的狀態(tài)下運(yùn)行。⑤要充分利用電力電子技術(shù)。因?yàn)樵谂潆娮儔浩鬟\(yùn)行的過程中，可以使用電力電子器件對三相負(fù)載的電能進(jìn)行變換和控制，以達(dá)到三相負(fù)載平衡的目的。以上五點(diǎn)就是在技術(shù)層面應(yīng)做的措施。

4、結(jié)束語

在三相負(fù)載調(diào)整工作中，雖然我們不能使其擁有絕對的平衡，但是為了給民眾提供安全的用電環(huán)境，就應(yīng)該盡其所能使其擁有相對平衡的狀態(tài)。所以供電企業(yè)就應(yīng)該加強(qiáng)對三相負(fù)載的時(shí)時(shí)監(jiān)測，因?yàn)檫@樣可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)而解決問題，減少用電事故的發(fā)生。而在以上篇幅我主要研究了在三相負(fù)載不平衡時(shí)帶來的危害，并提出了相對的應(yīng)對之策。

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第三篇：配電變壓器三相不平衡技術(shù)分析與管理措施研究

配電變壓器三相不平衡技術(shù)分析與管理措施研究

摘要：配電變壓器的三相不平衡運(yùn)行是不可避免的，防止配電變壓器三相不平衡運(yùn)行是節(jié)能、提高電能質(zhì)量的手段之一。本文分析造成配電變壓器三相不平衡運(yùn)行的原因，對配電變壓器三相不平衡產(chǎn)生的影響進(jìn)行了技術(shù)分析，并在此基礎(chǔ)上，提出了相應(yīng)的防止變壓器三相不平衡的管理措施

0引言

國標(biāo)GB50052《變壓器運(yùn)行規(guī)程》、《供配電設(shè)計(jì)規(guī)范》中都規(guī)定了Y/Yn0接線的配電變壓器運(yùn)行時(shí)中線電流不能超過變壓器相、線電流的25%，這是由變壓器的結(jié)構(gòu)所決定的。一般要求電力變壓器低壓電流的不平衡度不得超過10%，低壓干線及主變支線始端的電流不平衡度不得超過20%。我國農(nóng)村低壓配電網(wǎng)中配電變壓器為Y/Yn0接線，并大量采用了三相四線制接線方式，存在很多的單相負(fù)載，這就不可避免地存在配電變壓器的三相不平衡運(yùn)行。作者在分析及了變壓器三相負(fù)荷不平衡的原因、定量分析了三相負(fù)荷不平衡影響的基礎(chǔ)上，提出了防止變壓器負(fù)荷不平衡的措施。1變壓器三相不平衡的原因

1.1管理上存在薄弱環(huán)節(jié)缺乏運(yùn)行管理具體考核管理辦法，對配電變壓器三相負(fù)荷不平衡的運(yùn)行管理的重視程度不夠，帶有隨 意性，盲目性、導(dǎo)致很多在三相負(fù)荷不平衡狀態(tài)下對配電變壓器長期運(yùn)行。

1.2單項(xiàng)用電設(shè)備影響由于單項(xiàng)用電設(shè)備的同時(shí)使用率較低，線路大多為照明、動(dòng)力混載，經(jīng)常會(huì)造成對配電變壓器三相負(fù)荷的不平衡，并給管理帶來了難度。

1.3電網(wǎng)格局不合理的影響低壓電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱，運(yùn)行時(shí)間較長，改造投入不徹底，單相低壓線路是臺區(qū)的主網(wǎng)架問題，一直得不 到有效根治。其次，居民用電大多為單相供電，負(fù)荷發(fā)展時(shí)無序延伸，造成臺區(qū)三相電流不平衡無法調(diào)整。1.4臨時(shí)用電及季節(jié)性用電臨時(shí)用電及季節(jié)性用電都有一定的時(shí)間性，用電增容不收費(fèi)后，大量的單項(xiàng)設(shè)備應(yīng)用較多，而分布極為分散，用電時(shí)間不好掌握。同時(shí)，由于在管理上未考慮其三相負(fù)荷的分配問題，又未能及時(shí)監(jiān)控、調(diào)整配電變壓器的三相負(fù)荷，它的使用和停電，對配電變壓器三相負(fù)荷的平衡都有較大的影響，特別是單項(xiàng)用電設(shè)備容量較大時(shí)，影響更大。1.5設(shè)備故障影響由于運(yùn)行維護(hù)及管理不當(dāng)或外力破壞等原因，低壓導(dǎo)致斷線、變壓器缺相運(yùn)行、修理不及時(shí)或現(xiàn)場運(yùn)行處理，都可能造成某一相長時(shí)間甩掉部分負(fù)荷，使配電變壓器處于不平衡狀態(tài)下運(yùn)行。

2變壓器三相負(fù)荷不平衡的影響

2.1增加配電變壓器的損耗配電變壓器的功率損耗包括空載損耗（鐵損）和負(fù)載損耗（銅損）。在三相負(fù)荷不平衡狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)容易在低壓側(cè)產(chǎn)生零序電流。Y/Yn0接線的配電變壓器采用三鐵芯柱結(jié)構(gòu)，其一次側(cè)無零序電流，二次側(cè)有零序電流，因此二次側(cè)的零序電流完全是勵(lì)磁電流，產(chǎn)生的零序磁通不能在鐵芯中閉合，需通過油箱壁閉合，從而在鐵箱等附件中發(fā)熱產(chǎn)生鐵損。當(dāng)鐵心柱中的磁通密度為1.4T時(shí)，油箱壁中的損耗為鐵心中損耗的10%；當(dāng)鐵心柱中的磁通密度增加到1.65T時(shí)，油箱壁中的損耗將達(dá)到鐵心中 損耗的50%以上[1]。

中線電流的增加還會(huì)引起配電變壓器繞組銅損的增加。

配電變壓器三相不平衡運(yùn)行時(shí)三相繞組的總損耗（單位為kW）可計(jì)算為：Pf1=（I2 a+I2 b+I2 c）R1×10-3 式中Ia，Ib，Ic為三相負(fù)荷電流；R1為變壓器二次側(cè)繞組電阻。三 相平衡時(shí)每相繞組電流為（I觶a+I觶b+I觶c）/3，三相繞組總損耗為：Pf2=3[（Ia+Ib+Ic）/3]2R1×10-3 三相不平衡是帶來的附加損耗為： ΔPf=Pf1-Pf2=（Ia-Ib）2 +（Ia-Ic）2 +（Ib-Ic）2

3·R1×10-3當(dāng)配電變壓器三相負(fù)荷不平衡狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，變壓器負(fù)荷高的

那項(xiàng)時(shí)常出現(xiàn)故障，如缺項(xiàng)、接點(diǎn)過熱、個(gè)別密封膠墊劣化等。同時(shí)，附加損耗造成配電變壓器散熱條件降低，金屬構(gòu)件的溫度升高，嚴(yán)重時(shí)損壞變壓器絕緣，燒壞配電變壓器。2.2降低配電變壓器的出力配電變壓器每相線圈結(jié)構(gòu)性能均是一樣的，故其允許最大出力，只能按三相負(fù)荷重最大一相不超過額定容量為限。因此，當(dāng)配電變壓器在三相負(fù)載不平衡狀況下運(yùn)行時(shí)，其出力將受到限制。其出力減少程度與三相負(fù)荷的不平衡度有關(guān)。三相負(fù)荷不平衡度越大，配電變壓器出力減少越多。為此，配電變壓器在三相負(fù)荷不平衡時(shí)運(yùn)行，其輸出的容量就無法達(dá)到額定值，且備用容量亦相應(yīng)減少，過載能力降低[2]。例如，若接線電壓的單相用電設(shè)備的額定電流與三相變壓器的額定電流相同，則三相變壓器的利用率僅為該變壓器額定容量的58%。又如，一臺100kVA變壓器，其二次側(cè)額定電流為144A。若三相負(fù)荷電流分別為144A、72A，則變壓器額定容量的利用率就只有67%。

2.3三相輸出電壓不平衡配電變壓器是按三相負(fù)載對稱情況進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的，故其每相線圈的電阻、漏抗、激磁阻抗基本一樣。當(dāng)三相負(fù)載對稱時(shí)，每相電流大小一樣，配電變壓器內(nèi)部壓降是相同的，所以，輸出電壓也是對稱的。當(dāng)配電變壓器的三相負(fù)載不對稱時(shí)，由于Y/Yn0接線的變壓器一次側(cè)沒有零序電流，二次側(cè)有零序電流，因此二次側(cè)的零序電流完全是勵(lì)磁電流，產(chǎn)生的零序磁通重疊在主磁通上，感應(yīng)出零序電動(dòng)勢，造成中性點(diǎn)電壓偏移，負(fù)荷重的相電壓降低，負(fù)荷輕的相電壓上升。偏移嚴(yán)重時(shí)單相變壓器可能升到線電壓。如果線路接地保護(hù)不好，中性線電流產(chǎn)生的電壓嚴(yán)重危及人生安全。同時(shí)，由于變壓器繞組壓降不同，電流不平衡會(huì)造成單相設(shè)備不能正常使用，或過電壓損壞用戶設(shè)備[3]。例如，型號為SJ-315kVA，10kV/0.4kV變壓器的零序電阻，零序電抗，繞組電阻R0= 0.122Ω，零序電抗X0=0.174Ω，繞組電阻R1=0.00849Ω。Ia=100A，Ib=200A，Ic=300A，cosφa=cosφb=cosφc=0.7。經(jīng)過計(jì)算得到：零序電流I0= 173A；零序電流損耗功率P0=I2 0R=3.65kW；附加銅損ΔPf=0.17kW；總損耗功率ΔP=P0+ΔPf=3.82kW；一年內(nèi)損耗電量W=3.82×8760kWh=33463kWh；中性點(diǎn)偏移電壓E觶0=I觶0·Z觶0=36.6V；Z0=R2 0+X2 0姨=0.212Ω；為零序阻抗。

由上述分析可知，Y/Yn0接線方式的配電變壓器不平衡運(yùn)行帶來的損耗與電壓偏移不容忽視。

2.4線路損耗增加配電變壓器的電流輸送時(shí)，導(dǎo)線的電阻就 產(chǎn)生功率損耗，其損耗與導(dǎo)線中通過的電流的平方成正比。當(dāng)配電變壓器以三相四線制線路輸送電流時(shí)，其有功功率損耗按下式計(jì)算：ΔP1=I2 aRa+I2 bRb+I2 cRc+I2 oRo。式中：Io為中性線電流；Ra，Rb，Rc為各 相導(dǎo)線的電阻；

Ro為中性線電阻。當(dāng)三相負(fù)載平衡時(shí)Ia=Ib=Ic=I，Io=0，線路損耗為ΔP2=3I2 R。

應(yīng)用上式試計(jì)算三相四線制線路在負(fù)載對稱與不對稱時(shí)的功率損耗，通過兩種損耗數(shù)值對比，表明配電變壓器在負(fù)載不平衡運(yùn)行時(shí)的線路損耗大于對稱時(shí)的線路損耗。

2.5電動(dòng)機(jī)效率降低廣大農(nóng)村中大量使用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力進(jìn)行生產(chǎn)加工，當(dāng)配電變壓器處于三相負(fù)載不平衡運(yùn)行時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生輸 出電壓不平衡，即存在著正序、負(fù)序、零序三個(gè)電壓分量。在通入電動(dòng)機(jī)之后，負(fù)序電壓就會(huì)產(chǎn)生與正序電壓相反的旋轉(zhuǎn)磁場，起到一定的制動(dòng)作用。通常電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中，正序電壓磁場要比負(fù)序電壓旋轉(zhuǎn)磁場大得多，所以電動(dòng)機(jī)仍以正序電壓磁場旋轉(zhuǎn)，方向一致。只有在嚴(yán)重不對稱電壓情況下，負(fù)序磁場制動(dòng)作用，客觀上或多或少會(huì)導(dǎo)致電動(dòng) 機(jī)輸出功率的減少。

其效率是隨電壓不對稱程度的加大而下降的。為此，配電變壓器的不對稱運(yùn)行，對電動(dòng)機(jī)是不安全不經(jīng)濟(jì)的。

3防止變壓器三相不平衡的措施

3.1加強(qiáng)負(fù)荷不平衡管理定期進(jìn)行三相不平衡電流測試，負(fù)荷每月至少進(jìn)行一次測量，特殊情況下如負(fù)荷變化較大時(shí)，可增加測量次數(shù)，對負(fù)荷狀況做到心中有數(shù)。掌握配電設(shè)計(jì)時(shí)三相不平衡度的科學(xué)計(jì)算方法和三相不平衡的采集方法，為配電變壓器負(fù)荷提供可靠的數(shù)據(jù)。文獻(xiàn)[4]設(shè)計(jì)的三相不平度采集系統(tǒng)在采集三相電流時(shí)，使用以C8051F單片機(jī)作為主控制芯的硬件設(shè)備掛接在變壓器出口端，每隔1h實(shí)時(shí)采集和存儲三相電流，以供計(jì)算三相不平衡度

使用。通過通用串行總線

（USB）口，將歷史采樣數(shù)錄入后臺計(jì)算系統(tǒng)便可自行進(jìn)行完成三相不平衡度的計(jì)算。3.2改造配電網(wǎng)，加強(qiáng)對三相負(fù)荷分布控制結(jié)合農(nóng)網(wǎng)線路改造，合理設(shè)計(jì)電網(wǎng)改造方案。配電變壓器設(shè)置于負(fù)荷中心，供電半徑不大于500米，主干線、分支干線均采用三相四線制供電，同時(shí)制定臺區(qū)負(fù)荷分配接線圖，做到任何一個(gè)用戶的用電改造接入系統(tǒng)，都受三相負(fù)荷平衡度的限制，避免改造的隨意性。

3.3加強(qiáng)用戶管理，確保變壓器負(fù)荷平衡用電與配電應(yīng)密切配合，根據(jù)不同季節(jié)用電的特點(diǎn)和運(yùn)行參數(shù)，合理制定電網(wǎng)、季度運(yùn)行方式,及時(shí)配電變壓器的調(diào)整運(yùn)行方式，平衡有功無功功率,改善電能質(zhì)量,組織定期的負(fù)荷實(shí)測和理論計(jì)算。用電的臨時(shí)用戶，季節(jié)性用戶，配電變壓器運(yùn)行人員都要及時(shí)掌握。尤其對單項(xiàng)設(shè)備申請用電，要進(jìn)行合理搭配。

3.4加強(qiáng)無功補(bǔ)償，促進(jìn)三相負(fù)荷就地平衡由于單相感性設(shè)備增多，三相電流不平衡，導(dǎo)致電壓質(zhì)量下降、零相電流增大[5]。進(jìn)行就地?zé)o功補(bǔ)償，安排減少無功遠(yuǎn)距離輸送，對線損計(jì)算制定合理的補(bǔ)償方式，不但可以降低零相電流，提高電壓質(zhì)量而且補(bǔ)償后使得變壓器利用率提高。

3.5線損分相管理，保證三相負(fù)荷平衡開展線損分項(xiàng)管理的首要條件是保證配電臺區(qū)的計(jì)量總表必須是三只單相電能表分開計(jì)量，或安裝具備單相電量計(jì)量功能的三相四線電能表。然后，按照每條線路出線所帶的低壓用戶進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，定期定時(shí)抄表。通過線損分相報(bào)表的三相電量平衡分析，可以及時(shí)判定該配電臺區(qū)三相線路電流平衡情況，結(jié)合線損分相報(bào)表與該相低壓線路日常所帶的用戶負(fù)荷差距參照比情況，分析該臺區(qū)、該線路運(yùn)行是否處于最佳狀態(tài)，及時(shí)跟蹤、反饋、調(diào)整，保證每相線路負(fù)荷均衡分布，確保變壓器三相負(fù)荷平衡。采用線損分相管理，還可以對配電臺區(qū)電能計(jì)量裝置的自身故障進(jìn)行監(jiān)測。參考文獻(xiàn)：

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