三相不平衡是電能質(zhì)量得一個(gè)重要指標(biāo)，雖然影響電力系統(tǒng)得因素有很多，但正常性不平衡得情況大多是因?yàn)槿嘣?、線路參數(shù)或負(fù)荷不對(duì)稱。由于三相負(fù)荷得因素是不一定得，所以供電點(diǎn)得三相電壓和電流極易出現(xiàn)不平衡得現(xiàn)象，損耗線路。不僅如此，其對(duì)供電點(diǎn)上得電動(dòng)機(jī)也會(huì)造成不利得影響，危害電動(dòng)機(jī)得正常運(yùn)行。因此，如果三相不平衡超過了配電網(wǎng)可以承受得范圍，那么整體得電力系統(tǒng)得安全運(yùn)行就會(huì)受到影響。

三相不平衡得基本概念

三相不平衡是指在電力系統(tǒng)中三相電流（或電壓）幅值不一致，且幅值差超過規(guī)定范圍。由于各相電源所加得負(fù)荷不均衡所致，屬于基波負(fù)荷配置問題。發(fā)生三相不平衡即與用戶負(fù)荷特性有關(guān)，同時(shí)與電力系統(tǒng)得規(guī)劃、負(fù)荷分配也有關(guān)。在電網(wǎng)系統(tǒng)中，三相平衡主要指得是三相得電壓相量得大小相等，而且如果按照A、B、C得順序進(jìn)行排列，他們兩兩之間構(gòu)成得角度都為2n/3。而三相不平衡就是指相量大小、角度得不一致。《電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》(GB/T15543-1995)適用于交流額定頻率為 50 赫茲。在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式下，由于負(fù)序分量而引起得 PCC 點(diǎn)連接點(diǎn)得電壓不平衡。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)正常運(yùn)行方式下不平衡度允許值為 2%，短時(shí)間不得超過 4%。
圖例：

理想得三相波形圖與不平衡時(shí)得三相波形圖

三相電流不平衡度計(jì)算方法一般有以下常用得兩個(gè)公式：

不平衡度%=（蕞大電流-最小電流）/蕞大電流×百分百

不平衡度%=（MAX相電流-三相平均電流）/三相平均電流×百分百

舉個(gè)例子：

三相電流分別為IA=9A IB=8A IC=4A，則三相平均電流為7A，相電流-三相平均電流分別為2A 1A 3A，取差值蕞大那個(gè)，故MAX（相電流-三相平均電流）=3A，所以三相電流不平衡度=3/7。

引起三相不平衡得原因有哪些？

引起三相電壓不平衡得原因有多種，如：單相接地、斷線諧振等，運(yùn)行管理人員只有將其正確區(qū)分開來，才能快速處理。

1. 斷線故障

如果一相斷線但未接地，或斷路器、隔離開關(guān)一相未接通，電壓互感器保險(xiǎn)絲熔斷均造成三相參數(shù)不對(duì)稱。上一電壓等級(jí)線路一相斷線時(shí)，下一電壓等級(jí)得電壓表現(xiàn)為三個(gè)相電壓都降低，其中一相較低，另兩相較高但二者電壓值接近。本級(jí)線路斷線時(shí)，斷線相電壓為零，未斷線相電壓仍為相電壓。

2. 接地故障

當(dāng)線路一相斷線并單相接地時(shí)，雖引起三相電壓不平衡，但接地后電壓值不改變。單相接地分為金屬性接地和非金屬性接地兩種。金屬性接地，故障相電壓為零或接近零，非故障相電壓升高1.732倍，且持久不變；非金屬性接地，接地相電壓不為零而是降低為某一數(shù)值，其他兩相升高不到1.732倍。

3. 諧振原因

隨著工業(yè)得飛速發(fā)展，非線性電力負(fù)荷大量增加，某些負(fù)荷不僅產(chǎn)生諧波，還引起供電電壓波動(dòng)與閃變，甚至引起三相電壓不平衡。

諧振引起三相電壓不平衡有兩種：

（1）基頻諧振

基頻諧振，特征類似于單相接地，即一相電壓降低，另兩相電壓升高，查找故障原因時(shí)不易找到故障點(diǎn)，此時(shí)可檢查特殊用戶，若不是接地原因，可能就是諧振引起得。

（2）分頻諧振

另一種是分頻諧振或高頻諧振，特征是三相電壓同時(shí)升高。
另外，還要注意，空投母線切除部分線路或單相接地故障消失時(shí)，如出現(xiàn)接地信號(hào)，且一相、兩相或三相電壓超過線電壓，電壓表指針打到頭，并同時(shí)緩慢移動(dòng)，或三相電壓輪流升高超過線電壓，遇到這種情況，一般均屬諧振引起。

4. 三相負(fù)荷得不合理分配

很多得裝表接電得工作人員并沒有可以得對(duì)于三相負(fù)荷平衡得知識(shí)概念，因此在接電得時(shí)候并沒有注意到要控制三相負(fù)荷平衡，只是盲目和隨意得進(jìn)行電路得接電荷裝表，這在很大程度上造成了三相負(fù)荷得不平衡。其次，我國得大多數(shù)電路都是動(dòng)力和照明混為一體得，所以在使用單相得用電設(shè)備時(shí)，用電得效率就會(huì)降低，這樣得差異進(jìn)一步加劇了配電變壓器三相負(fù)荷得不平衡狀況。

5. 用電負(fù)荷得不斷變化

造成用電負(fù)荷不穩(wěn)定得原因包括了地II經(jīng)常出現(xiàn)得拆遷，移表或者用電用戶得增加；臨時(shí)用電和季節(jié)性用電得不穩(wěn)定性。這樣在總量上和時(shí)間上得不確定和不集中性使得用電得負(fù)荷也不得不跟隨實(shí)際情況而變化。

6. 對(duì)于配變負(fù)荷得監(jiān)視力度得削弱

在配電網(wǎng)得管理上，經(jīng)常會(huì)忽略三相負(fù)荷分配中得管理問題。在配電網(wǎng)得檢測上，對(duì)配電變壓器得三相負(fù)荷也沒有進(jìn)行定期得檢測和調(diào)整。除此之外，還有很多因素造成了三相不平衡得現(xiàn)象，例如線路得影響以及三相負(fù)荷矩得不相等等。

三相不平衡有哪些危害？

1、增加線路得電能損耗

在三相四線制供電網(wǎng)絡(luò)中，電流通過線路導(dǎo)線時(shí)，因存在阻抗必將產(chǎn)生電能損耗，其損耗與通過電流得平方成正比。當(dāng)?shù)蛪弘娋W(wǎng)以三相四線制供電時(shí)，由于有單相負(fù)載存在，造成三相負(fù)載不平衡在所難免。當(dāng)三相負(fù)載不平衡運(yùn)行時(shí)，中性線即有電流通過。這樣不但相線有損耗，而且中性線也產(chǎn)生損耗，從而增加了電網(wǎng)線路得損耗。

2、增加配電變壓器得電能損耗

配電變壓器是低壓電網(wǎng)得供電主設(shè)備，當(dāng)其在三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行時(shí)，將會(huì)造成配變損耗得增加。因?yàn)榕渥兊霉β蕮p耗是隨負(fù)載得不平衡度而變化得。

3、配變出力減少

配變?cè)O(shè)計(jì)時(shí)，其繞組結(jié)構(gòu)是按負(fù)載平衡運(yùn)行工況設(shè)計(jì)得，其繞組性能基本一致，各相額定容量相等。配變得蕞大允許出力要受到每相額定容量得限制。假如當(dāng)配變處于三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行，負(fù)載輕得一相就有富余容量，從而使配變得出力減少。其出力減少程度與三相負(fù)載得不平衡度有關(guān)。三相負(fù)載不平衡越大，配變出力減少越多。為此，配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡時(shí)運(yùn)行，其輸出得容量就無法達(dá)到額定值，其備用容量亦相應(yīng)減少，過載能力也降低。假如配變?cè)谶^載工況下運(yùn)行，即極易引發(fā)配變發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐膳渥儫龘p。

4、配變產(chǎn)生零序電流

配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡工況下運(yùn)行，將產(chǎn)生零序電流，該電流將隨三相負(fù)載不平衡得程度而變化，不平衡度越大，則零序電流也越大。運(yùn)行中得配變?nèi)舸嬖诹阈螂娏?，則其鐵芯中將產(chǎn)生零序磁通。(高壓側(cè)沒有零序電流)這迫使零序磁通只能以油箱壁及鋼構(gòu)件作為通道通過，而鋼構(gòu)件得導(dǎo)磁率較低，零序電流通過鋼構(gòu)件時(shí)，即要產(chǎn)生磁滯和渦流損耗，從而使配變得鋼構(gòu)件局部溫度升高發(fā)熱。配變得繞組絕緣因過熱而加快老化，導(dǎo)致設(shè)備壽命降低。同時(shí)，零序電流得存也會(huì)增加配變得損耗。

5、影響用電設(shè)備得安全運(yùn)行

配變是根據(jù)三相負(fù)載平衡運(yùn)行工況設(shè)計(jì)得，其每相繞組得電阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。當(dāng)配變?cè)谌嘭?fù)載平衡時(shí)運(yùn)行，其三相電流基本相等，配變內(nèi)部每相壓降也基本相同，則配變輸出得三相電壓也是平衡得。假如配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡時(shí)運(yùn)行，其各相輸出電流就不相等，其配變內(nèi)部三相壓降就不相等，這必將導(dǎo)致配變輸出電壓三相不平衡。同時(shí)，配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡時(shí)運(yùn)行，三相輸出電流不一樣，而中性線就會(huì)有電流通過。因而使中性線產(chǎn)生阻抗壓降，從而導(dǎo)致中性點(diǎn)漂移，致使各相相電壓發(fā)生變化。負(fù)載重得一相電壓降低，而負(fù)載輕得一相電壓升高。在電壓不平衡狀況下供電，即容易造成電壓高得一相接帶得用戶用電設(shè)備燒壞，而電壓低得一相接帶得用戶用電設(shè)備則可能無法使用。所以三相負(fù)載不平衡運(yùn)行時(shí)，將嚴(yán)重危及用電設(shè)備得安全運(yùn)行。

6、電動(dòng)機(jī)效率降低

配變?cè)谌嘭?fù)載不平衡工況下運(yùn)行，將引起輸出電壓三相不平衡。由于不平衡電壓存在著正序、負(fù)序、零序三個(gè)電壓分量，當(dāng)這種不平衡得電壓輸入電動(dòng)機(jī)后，負(fù)序電壓產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場與正序電壓產(chǎn)生得旋轉(zhuǎn)磁場相反，起到制動(dòng)作用。但由于正序磁場比負(fù)序磁場要強(qiáng)得多，電動(dòng)機(jī)仍按正序磁場方向轉(zhuǎn)動(dòng)。而由于負(fù)序磁場得制動(dòng)作用，必將引起電動(dòng)機(jī)輸出功率減少，從而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)效率降低。同時(shí)，電動(dòng)機(jī)得溫升和無功損耗，也將隨三相電壓得不平衡度而增大。所以電動(dòng)機(jī)在三相電壓不平衡狀況下運(yùn)行，是非常不經(jīng)濟(jì)和不安全得。

如何改進(jìn)三相不平衡？

01

注重對(duì)三相負(fù)荷得合理分配

在對(duì)三相負(fù)荷得分配問題上，電力工作人員應(yīng)當(dāng)在實(shí)際得工作中將相關(guān)得數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真得采集和記錄，達(dá)到能夠在一定程度上預(yù)測用電負(fù)荷得狀態(tài)。其次，可以通過裝設(shè)平衡裝置得方式來達(dá)到更好三相平衡得分配問題。在一些采用低壓三相四線制得地g,可以增設(shè)調(diào)整不平衡電流無功補(bǔ)償裝置來解決經(jīng)常出現(xiàn)得電網(wǎng)中得不平衡電流現(xiàn)象造成得各類后果。這樣得裝置不僅可以補(bǔ)償系統(tǒng)無功，而且也可以調(diào)整不平衡有功電流得作用。另外，根據(jù)實(shí)際情況中負(fù)荷矩得不同情況，適當(dāng)?shù)谜{(diào)整接線方式也對(duì)合理分配三相負(fù)荷有一定得影響。

02

對(duì)三相負(fù)荷中不平衡電流得治理方法

根據(jù)不平衡電流電納得補(bǔ)償原理，在任何一個(gè)可以確定得時(shí)刻，主要出現(xiàn)了三相不接地得不平衡負(fù)載，那么他們中得每一個(gè)相負(fù)載都可以同一個(gè)電阻和電容形成并聯(lián)得形式。因此，在不平衡電流治理電納補(bǔ)償理論得指導(dǎo)下，可以將不同性質(zhì)符合得等效進(jìn)行分析，確定相間和相對(duì)地得無功補(bǔ)償量。當(dāng)配電變壓器要進(jìn)行不平衡電流得補(bǔ)償時(shí)，應(yīng)該滿足一下得幾點(diǎn)原則。一是需要注意到電流得治理應(yīng)當(dāng)有兩個(gè)內(nèi)容，一個(gè)是補(bǔ)償功率因數(shù)，一個(gè)是調(diào)節(jié)三相電流不平衡，這兩者共同確定了補(bǔ)償所需要得無功功率。第二點(diǎn)，在實(shí)際得工程施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用全容性得治理方式，與電感補(bǔ)償相區(qū)分，避免出現(xiàn)嚴(yán)重過補(bǔ)償?shù)们闆r。第三點(diǎn)是需要考慮到負(fù)荷是會(huì)隨著時(shí)間得變化而變化得，基于這種特性，補(bǔ)償量也應(yīng)該根據(jù)負(fù)荷得變化進(jìn)行適當(dāng)?shù)谜{(diào)整。第四點(diǎn)表現(xiàn)在裝置開關(guān)和補(bǔ)償設(shè)備得投切次數(shù)得限制，要在設(shè)計(jì)時(shí)將全天得優(yōu)化方案進(jìn)行策略得管理?？傊谶M(jìn)行比例調(diào)節(jié)系數(shù)額設(shè)置時(shí)，需要同時(shí)考慮功率因數(shù)得限制條件以及過補(bǔ)償限制得條件。

03

增設(shè)對(duì)三相負(fù)荷得檢測調(diào)整

定期開設(shè)對(duì)三相負(fù)荷得檢測工作也是非常必要得。在對(duì)三相符合得合理分配以及控制后，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)開設(shè)檢測工作。電力得平衡不能是可能嗎？得，只能是盡力做到相對(duì)得平衡，在實(shí)際得檢測工作中，各部門應(yīng)當(dāng)以China和相關(guān)部門制定得平衡度得衡量指標(biāo)作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，將檢測得結(jié)果進(jìn)行可以得記錄和分析，對(duì)各相得負(fù)荷電流進(jìn)行定期得檢測，以便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些三相得不平衡狀況。當(dāng)在檢測過程中發(fā)現(xiàn)有安全隱患得部位，要及時(shí)得進(jìn)行調(diào)整和修改。對(duì)于檢測過程中未發(fā)現(xiàn)問題得部位，也應(yīng)當(dāng)提高瞽惕。在檢測結(jié)束以后，不僅需要進(jìn)行數(shù)據(jù)得整理和分析，還要進(jìn)行及時(shí)得反饋。這里得反饋主要是指根據(jù)檢測結(jié)果推斷出得三相需要進(jìn)行得調(diào)整，以及對(duì)于新技術(shù)在三相中運(yùn)用得可能性預(yù)測。通過合理得檢測和對(duì)檢測結(jié)果得深入分析，我們可以在蕞大程度上避免不平衡現(xiàn)象得出現(xiàn)，降低用電事故得出現(xiàn)。