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電力系統(tǒng)中有一個專用術(shù)語叫：三相不平衡。顧名思義：三相不平衡是由于三相負(fù)載不平衡以及系統(tǒng)元件三相參數(shù)不對稱所致。電力系統(tǒng)三相電壓平衡的狀況是電能質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。三相不平衡將導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)電機附加發(fā)熱和振動,變壓器漏磁增加和局部過熱,電網(wǎng)線損增大以及多種保護(hù)和自動裝置誤動等等。那么三相不平衡會有哪些危害呢？

A、增加線路電能損耗

在三相四線制供電網(wǎng)絡(luò)中，電流通過線路導(dǎo)線時，因存在阻抗必將產(chǎn)生電能損耗，其損耗與通過電流的平方成正比。當(dāng)?shù)蛪弘娋W(wǎng)以三相四線制供電時，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)載不平衡運行時，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，從而整體增加了電網(wǎng)線路的損耗。

B、增加配電變壓器電能損耗

配電變壓器是低壓電網(wǎng)的供電主設(shè)備，當(dāng)其在三相負(fù)載不平衡工況下運行時，將會造成配變損耗的增加。因為配變的功率損耗是隨負(fù)載的不平衡度變化而變化的。

C、配變出力減少

配變設(shè)計時，其繞組結(jié)構(gòu)是按負(fù)載平衡運行工況設(shè)計的，其繞組性能基本一致，各相額定容量相等。配變的允許出力要受到每相額定容量的限制。假如當(dāng)配變處于三相負(fù)載不平衡工況下運行，負(fù)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(fù)載的不平衡度有關(guān)。三相負(fù)載不平衡越大，配變出力減少越多。為此，配變在三相負(fù)載不平衡時運行，其輸出的容量就無法達(dá)到額定值，其備用容量亦相應(yīng)減少，過載能力也降低。假如配變在過載工況下運行，即極易引發(fā)配變發(fā)熱，嚴(yán)重時甚至?xí)斐膳渥儫龘p。

D、配變產(chǎn)生零序電流

配變在三相負(fù)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(fù)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?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)件的導(dǎo)磁率較低，零序電流通過鋼構(gòu)件時，即要產(chǎn)生磁滯和渦流損耗，從而使配變的鋼構(gòu)件局部溫度升高發(fā)熱。配變的繞組絕緣因過熱而加快老化，導(dǎo)致設(shè)備壽命降低。同時，零序電流的存也會增加配變的損耗。

E、影響用電設(shè)備安全運行

配變是根據(jù)三相負(fù)載平衡運行工況設(shè)計的，其每相繞組的電阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。當(dāng)配變在三相負(fù)載平衡時運行，其三相電流基本相等，配變內(nèi)部每相壓降也基本相同，則配變輸出的三相電壓也是平衡的。假如配變在三相負(fù)載不平衡時運行，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，配變在三相負(fù)載不平衡時運行，三相輸出電流不一樣，而中性線就會有電流通過。因而使中性線產(chǎn)生阻抗壓降，從而導(dǎo)致中性點漂移，致使各相相電壓發(fā)生變化。負(fù)載重的一相電壓降低，而負(fù)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用電設(shè)備燒壞，而電壓低的一相接帶的用戶用電設(shè)備則可能無法使用。所以三相負(fù)載不平衡運行時，將嚴(yán)重危及用電設(shè)備的正常運行。

F、電動機效率降低

配變在三相負(fù)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正序、負(fù)序、零序三個電壓分量，當(dāng)這種不平衡的電壓輸入電動機后，負(fù)序電壓產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場與正序電壓產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場相反，起到制動作用。但由于正序磁場比負(fù)序磁場要強得多，電動機仍按正序磁場方向轉(zhuǎn)動。而由于負(fù)序磁場的制動作用，必將引起電動機輸出功率減少，從而導(dǎo)致電動機效率降低。同時，電動機的溫升和無功損耗，也將隨三相電壓的不平衡度而增大。所以電動機在三相電壓不平衡狀況下運行，不僅耗能增加還很危險。

圖示：生產(chǎn)中的三相不平衡模塊車間

那么，既然三相不平衡有這么多的危害，讓我們找出引起三相不平衡的罪魁禍?zhǔn)祝?/p>

A、斷線故障

系統(tǒng)出現(xiàn)斷線故障但未接地，或斷路器、隔離開關(guān)某相未接通，電壓互感器熔斷器熔斷均會造成三相參數(shù)不平衡，故障相電壓為零，非故障相電壓正常，此時三相用電設(shè)備處于缺相運行狀態(tài)。

B、接地故障

當(dāng)中性點不直接接地系統(tǒng)出現(xiàn)斷線并接地時，雖引起三相電壓不平衡，但接地后線電壓值不改變。單相接地分為金屬性接地和非金屬性接地兩種。發(fā)生金屬性接地時，故障相電壓為零或接近零，非故障相電壓升高線電壓，且持久不變；發(fā)生非金屬性接地時，故障相與大地間存在拉弧，接地相電壓不為零而是降低為某一數(shù)值，其他兩相電壓升高不到√3倍，由于拉弧現(xiàn)象的存在，會有拉弧過電壓。

C、系統(tǒng)諧振

隨著工業(yè)的飛速發(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與閃變，甚至引起三相電壓不平衡。

D、三相負(fù)荷的不合理分配

我國的大多數(shù)用電系統(tǒng)都是動力系統(tǒng)和照明混系統(tǒng)共用的變壓器，前期設(shè)計沒有考慮到負(fù)荷的平均分配或者在設(shè)備開啟時沒有按設(shè)計要求三相平均使用，很大程度上造成了三相負(fù)荷的不平衡。

E、三相設(shè)備的缺相運行

三相負(fù)載由于故障原因某相停止工作或者工作不正常，此時三相電流不平衡，設(shè)備的噪音不正常。

F、對于配變負(fù)荷的監(jiān)視力度的削弱

在配電網(wǎng)的管理上，經(jīng)常會忽略三相負(fù)荷分配中的管理問題。在配電網(wǎng)的檢測上，對配電變壓器的三相負(fù)荷也沒有進(jìn)行定期的檢測和調(diào)整。

理想的三相波形圖與不平衡時的三相波形圖