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三相负荷不平衡产生的危害
发表时间: 2020/9/12│ 浏览次数:3115
增加线损
        在低压配电网中,电流通过线路导线时产生的电能损耗与通过电流的平方成正比,即△P=I2R。
        假设3相线路及零线电阻相等,功率因数等于1,在负荷平衡时,三相电流Ia=Ib=Ic=I,Io=0,总线损△p=Ia2R+Ib2R+Ic2R+Io2R= 3I2R+O= 3I2R。
        当三相负载最大不平衡时,假设BC两相没有电流,此时总线损为:△P=(3I)2R+O+O+(3I)2R=18I2R。最大线损是平衡时的6倍。

可能造成烧断线路、烧毁开关设备的严重后果
        配变在最大不平衡状态下运行时,电流升高3倍,按公式Q= 0.24I2Rt计算,此时线路发热量增加了9倍,可能造成该相导线温度直线上升,以致烧断,严重影响供电的可靠性。特别是中性线导线,因其截面一般是相线截面的50%或更小,加上接头质量不好,使导线电阻增大。中性线烧断的几率更高。

增加配电变压器的电能损耗
        变压器的损耗包括空载损耗和负荷损耗。正常情况下变压器运行电压基本不变,即空载损耗是一个恒量。而负荷损耗则随变压器运行负荷的变化而变化,且与负荷电流的平方成正比。

产生零序电流
        在三相负荷不平衡运行下的变压器,必然会产生零序电流.而变压器内部零序电流的存在,会在铁芯中产生零序磁通,这些零序磁通就会在变压器的油箱壁或其他金属构件中构成回路。但配电变压器设计时不考虑这些金属构件为导磁部件,则由此引起的磁滞和涡流损耗使这些部件发热,致使变压器局部金属件温度异常升高,严重时将导致变压器运行事故。

增加高压线路的线损
        低压侧负荷平衡时,高压侧也平衡,其线损为△P=3I2R。
        当低压侧不平衡时(以发生最大不平衡为例),反应到高压侧最大负荷相电流为1.5I,其它两相为0.75I。最大功率损耗为:△P=2(0.75I)2R+(1.5I)2R=3.375I2R =1.125(3I2R),即线损增加了1.125(3I2R)一(3I2R)=0.125,即12.5%。

可能造成烧毁变压器的严重后果
        三相负载最大不平衡时,最大变损是平衡时的3倍。超载过多,可能造成绕组和变压器油的过热。绕组过热,绝缘老化加愧变压器油过热,引起油质劣化,迅速降低变压器的绝缘性能,减少变压器寿命,甚至烧毁绕组。

配变出力减少
        配变的最大允许出力受到每相额定容量的限制。当配变处于三相负载不平衡工况下运行,负载轻的一相就有富余容量,从而使配变的出力减少。三相负载不平衡越大,配变出力减少越多,其输出的容量无法达到额定值,备用容量亦相应减少,过载能力也降低,且极易引发配变发热,严重时甚至会造成配变烧损。

电动机效率降低        
        三相负载不平衡运行时,通常会引起电压不平衡,也即存在正序、负序、零序三个电压分量,这将使电动机出力减少。如果电动机中性线接N线,零序电流通过电动机绕组将会消耗电能,引起发热,且消耗较大的无功功率。

电能质量下降
        三相负荷严重不对称,中性点电位就会发生偏移,线路压降和功率损失就会大大增加。接在重负荷相的单相用户易出现低电压,而接在轻负荷相的单相用户易出现电压偏高,可能造成电器绝缘击穿、缩短电器使用寿命或损坏电器。