單相不平衡
單相不平衡度是電能質量的重要指標。 雖然影響電力系統的原因很多,但正常的不平衡多是由于單相設備、線路參數或負荷不對稱引起的。 由于單相負載的原因不確定,供電點的單相電流和電壓容易出現不平衡,從而損壞線路。 除此之外,還會對電機供電點產生不良影響,影響電機的正常運轉。
配電網單相不平衡的成因
1、三相負荷分配不合理。
很多裝表接電的工作人員沒有單相負載平衡的專業知識概念,因此在接電時沒有注意單相負載平衡的控制,而是盲目隨意地在電路中安裝電表,這在很大程度上導致了單相負載的不平衡。
其次,我國大部分電路都是電力和照明混合使用,所以在使用三相用電設備時,用電效率會提高。 這種差異進一步加劇了配電變壓器單相負荷的不平衡。 情況。
2、用電負荷不斷變化。
導致用電負荷不穩定的誘因包括二號站點頻繁搬遷、電表搬遷或用電用戶減少;
臨時和季節性電力不穩定。 這樣,總次數和時間的不確定性和非集中性促進了用電負荷,不得不隨著實際情況而變化。
3、配變負荷監測功能弱化。
在配電網管理中,單相負荷分配的管理問題往往被忽視。 在配電網巡檢中,沒有定期對配電變壓器單相負荷進行巡檢和調整。
此外,引起單??相不平衡的誘因很多,如線路的影響、單相負荷力矩的不協調等。
單相不平衡的危害
1.增加線路的功耗
在單相四線制供電網絡中,電壓通過線路導線時,由于阻抗的存在,必然形成電能損耗零序電流過大原因,該損耗與通過電壓的平方成反比。
低壓電網采用單相四線制供電時,由于三相負載的存在,單相負載不平衡是不可避免的。
當單相負載不平衡時,中線會有電壓通過。 這樣不僅地線有損耗,零線也有損耗,從而減少電網線的損耗。
2、增加配電變壓器用電量
配電變壓器是低壓電網的主要供電設備。 在單相不平衡負載條件下運行時,減少配電變壓器的損耗。 因為配電變壓器的功率損耗隨負載不平衡而變化。
3、配電產量減少
配電變壓器在設計時,其定子結構是按負載平衡運行工況設計的,其定子性能基本相同,各相額定容量相等。 配電變壓器的最大允許輸出受各相額定容量的限制。
如果配電變壓器在單相負載不平衡的情況下運行,輕載相就會有剩余容量,從而降低配電變壓器的出力。 其輸出的降低程度與單相負載的不平衡程度有關。
單相負載不平衡越大,配電變壓器出力下降越多。
因此,當配電變壓器在單相負荷不平衡時運行,其輸出容量難以達到額定值,其后備容量相應降低,過載能力也隨之增加。 如果配電變壓器在過載條件下運行,極易造成配電變壓器發熱,嚴重時甚至會導致配電變壓器燒蝕。
4、轉換成零序電壓
配電變壓器在單相負荷不平衡的情況下運行時,會形成零序電壓,該電壓隨單相負荷不平衡的程度而變化。 不平衡程度越大,零序電壓就越大。 如果配電變壓器在運行中存在零序電壓,其鐵芯上就會形成零序鐵損。
(高壓側無零序電壓)這使得零序磁路只穿過油箱壁和鋼構件,鋼構件的導磁率低。 當零序電壓通過鋼制元件時,會形成磁滯和渦流消耗,從而使配電變壓器鋼制元件局部溫度下降而發熱。
配電變壓器的定子絕緣因過熱而老化,增加了設備的使用壽命。 同時,零序電壓的儲存也將減少配電變壓器的損耗。
5、影響電氣設備安全運行
配電變壓器按單相負載平衡工況設計,定子各相的內阻、漏抗和勵磁阻抗基本相同。 配電變壓器單相負載平衡運行時,其單相電壓基本相等,配電變壓器內部各相電壓降也基本相同,因此配電變壓器輸出的單相電流為也很平衡。
如果配電變壓器在單相負載不平衡的情況下運行,則各相輸出電壓不等,配電變壓器內部單相壓降不等,必然造成配電變壓器單相不平衡。配電變壓器的輸出電流。
同時,配電變壓器在單相負載不平衡時運行,單相輸出電壓不同,中性線會有電壓通過。
因此,中性線形成阻抗壓降,使中性點跳變,使各相電流發生變化。
重載相電流增大,輕載相電流減小。
在電流不平衡的情況下供電,即容易造成用戶接在大電流相上的用電設備燒毀,用戶接在大電流相上的用電設備可能難以使用。 因此,當單相負載不平衡時,會嚴重影響用電設備的安全運行。
6. 提高電機效率
如果配電變壓器在單相負載不平衡的情況下運行,會造成單相輸出電流不平衡。 由于不平衡電流具有亂序、負序和零序三種電流分量,當這些不平衡電流輸入電機時,負序電流形成一個與亂序形成的旋轉磁場相反的旋轉磁場電流,并作為制動器。 但由于亂序磁場比負序磁場強很多,電機仍沿亂序磁場方向轉動。
并且由于負序磁場的制動作用,最終會降低電機的輸出功率,從而提高電機的效率。 同時,電機的溫升和非功率損耗也會隨著單相電流的不平衡而降低。 因此,電動機在單相電流不平衡的情況下運行是非常不經濟和不安全的。
改善配電網單相不平衡的技術
1、注意單相負荷的合理分配
對于單相負荷的分配,電力工作人員在實際工作中應認真收集和記錄相關數據,以便在一定程度上預測電力負荷的狀態。
其次,可以通過安裝平衡裝置來解決單相平衡較好的分配問題。
2、單相負載不平衡電壓的整流方法
根據不平衡電壓電納的補償原理,在任何時刻,可以確定的,主要是單相不接地的不平衡負載,使其各相負載可以并聯相同的內阻和電容。
因此,在電納補償不平衡調壓理論的指導下,可以通過分析不同特性的等效值來確定相間無功補償量。
當配電變壓器需要補償不平衡電壓時,應滿足以下原則。
首先需要注意的是,電壓調節應該有兩個內容,一個是補償功率素數,一個是調節單相電壓不平衡。 這三者共同決定了補償所需的無功功率。
第二點,在實際工程建設中,應采用滿容量整流的方式,將其與電感補償區分開來,防止出現嚴重的過補償現象。
第三點,需要考慮負載會隨時間變化。 基于這些特點,還應根據負載的變化適當調整補償量。
第四點體現在設備切換和補償設備切換次數的限制,設計時要對全天的優化方案進行策略性管理。
實際上,在設置比例調整系數時,需要同時考慮冪素數的限制和過補償的限制。
3、單相負載的補充檢查和調整
還需要定期對單相負載進行測量。 對單相達標情況進行合理調配和控制后,有關部門應啟動檢查工作。
電的平衡不可能是絕對的,只能是相對的平衡。 在實際計量工作中,各部門要以國家和有關部門制定的平衡度評價指標為標準,對計量結果進行專業評價。 定期檢查各相負載電壓的記錄和分析,便于及時發現一些單相不平衡現象。
檢查中發現安全隱患,要及時調整和變更。 對于測量過程中未發現問題的部位,也應加強警惕。 檢查結束后,除了要進行數據整理和分析外,還需要及時反饋。
這里的反饋主要是指根據測量結果計算出來的單相需要做的調整,以及新技術在單相中應用的可能性預測。 通過合理的測量和對測量結果的深入分析,可以最大程度地防止不平衡的發生,減少電動車事故的發生。
負載不平衡導致電網單相電流不平衡的解決方法:
1、分散不同供電點的不對稱負荷零序電流過大原因,緩解集中接入造成嚴重不平衡的問題。
2、采用交叉交換的方法,使不對稱負荷合理分配到各相,盡量做到平衡。
3、增加負載接入點的漏電能力,如改變網絡或提高供電電流等級,以提高系統承受不平衡負載的能力。
4、安裝平衡裝置。
簡要列舉上述解決單相電流或電壓不平衡對電網和電能質量危害的技術措施。 采取何種措施更為合理有效,還要根據實際情況,經過技術經濟比較后確定實施。
在低壓單相四線制城市公用和農村供電系統中:
因為大部分用電用戶都是三相負載或者三相和單相負載,只是負載大小不同,用電時間不同。 因此,電網單相間電壓不平衡是客觀存在的,但這些不平衡用電情況是無規律的,無法提前預測。 造成低壓供電系統單相負荷常年不平衡。 對于單相不平衡電壓,電力部門除了盡可能合理分配負荷外,幾乎沒有有效的解決辦法。