在城鎮居民和農村供電系統的低壓單相四線制中：由于用電用戶大部分是三相負載或三相、單相負載混合，且負載不同，耗電時間不同。 因此，電網中單相電流不平衡是客觀存在的，而且這些不平衡用電情況是無規律的，難以提前預測。
1、三相不平衡概述
是指電力系統中三相電流（或電流）幅值不一致，幅值差超出規定范圍。 由于各相電源施加的負載不平衡，屬于基波負載配置問題。 三相不平衡的發生不僅與用戶負荷的特性有關，還與電力系統的規劃和負荷分配有關。 《電能質量三相電流允許不平衡度》（GB/-1995）適用于交流額定頻率50Hz。 電力系統正常運行方式下變壓器零序電流過大的危害，PCC點連接點由于負序分量而出現電流不平衡。 標準規定，電力系統公共連接點正常運行方式下的不平衡度允許值為2%，短期內不得超過4%。 電流不平衡度不超過10%。
實踐證明，正常情況下，單相負載不平衡可使線損率下降2%-10%，如果三相負載不平衡超過10%，煤耗將明顯降低。 相關規定規定，配電變壓器出口處負載電壓不平衡度應大于10%，中性線電壓不超過低壓側額定電壓的25%，首端電壓不平衡度低壓干線和主支線的比例應大于20%。
2、危害：
1、增加線路功耗。 在單相四線制供電網絡中，當電流通過線路導線時，由于阻抗的存在，必然形成電能損耗，該損耗與通過電壓的平方成正比。 當低壓電網采用單相四線制供電時，由于三相負載的存在，不可避免地會造成三相負載不平衡。 當三相負載不平衡時，中性線上就會有電壓通過。 這樣不僅失去了地線，還失去了中性線，從而減少了電網線的損耗。
三相四線制形式，三相負載平衡時煤耗最?。?當一相負荷重、兩相負荷輕時，煤耗增量較?。?當一相負荷較重時，一相負荷較輕變壓器零序電流過大的危害，第二相、三相負荷為平均負荷時，煤耗增量較大； 當一相負荷輕、兩相負荷重時，煤耗增量最大。 當單相負載不平衡時，無論負載分配如何，電流不平衡越大，線損增量越大。
2、增加配電變壓器的用電量。 配電變壓器是低壓電網的主要供電設備。 當它在三相負載不平衡的情況下運行時，將減少配電變壓器的損耗。 因為配電變壓器的功率損耗隨著不平衡負載的變化而變化。
在生產和生活用電中，當三相負荷不平衡時，變壓器處于不對稱運行狀態。 變壓器的損耗降低（包括空載損耗和負載損耗）。 根據變壓器運行規定，運行中的變壓器中性線電壓不得超過變壓器低壓側額定電壓的25%。 另外，三相負載的不平衡運行會導致變壓器零序電壓過高，局部金屬件溫度升高，甚至導致變壓器損壞。
3、分配產量減少。 配電變壓器設計時，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每相額定容量的限制。 如果配電變壓器在三相負載不平衡的情況下運行，輕載相就會有過剩容量，從而減少配電變壓器的出力。
其輸出的降低程度與三相負載的不平衡程度有關。 三相負載不平衡度越大，配電變壓器的出力減少越多。 為此，配電變壓器在三相負載不平衡時運行時，其輸出容量很難達到額定值，其備用容量相應減少，其過載能力也隨之降低。 如果配電變壓器在過載情況下運行，極易引起配電變壓器發熱，嚴重時甚至導致配電變壓器燒蝕。
4. 轉化為零序電壓。 當配電變壓器在三相負載不平衡的情況下運行時，會形成零序電壓。 該電壓會隨著三相負載不平衡的程度而變化。 不平衡度越大，零序電壓越大。 運行中的配電變壓器如果存在零序電壓，其鐵芯上就會形成零序鐵損。 （高壓側無零序電流）這使得零序磁路僅穿過油箱壁和鋼構件，鋼構件的磁導率較低。 當零序電壓通過鋼構件時，會形成磁滯和渦流消耗，使配電變壓器鋼構件局部溫度下降、升溫。 配電變壓器定子絕緣因過熱而老化，導致設備壽命增加。 同時，零序電壓的存儲也會減少配電變壓器的損耗。
5、影響電氣設備的安全運行。 配電變壓器按三相負載平衡運行工況設計，各相繞組的內阻、漏抗、勵磁阻抗基本相同。 當配電變壓器三相負載平衡運行時，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三相電壓為也平衡了。
如果配電變壓器在三相負載不平衡時運行，則各相輸出電壓不相等，配電變壓器內部單相壓降也不相等，必然造成三相輸出電流配電變壓器不平衡。 同時，配電變壓器在三相負載不平衡時運行，三相輸出電壓不同，中性線會有電壓通過。 從而使中性線形成阻抗降，使中性點漂移，導致各相相電壓發生變化。 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，即大電流相連接的用電設備容易燒壞，而小電流相連接的用電設備可能難以使用。 因此，當三相負載不平衡時，將嚴重影響用電設備的安全運行。
三相電壓不平衡的發生會導致電壓不平衡的發生達到數倍。 引起電機內反向扭矩減少，使電機溫度升高，效率下降，能耗減少，產生振動，影響輸出損耗。 相間不平衡會縮短用電設備的使用壽命，加快設備零部件的更換頻率，增加設備維護成本。 斷路器的允許電壓裕度減小，負載變化或交變時，容易造成過擠和短路。 過大的不平衡電壓流入中性線，導致中性線變粗。
6.提高電機效率。 配電變壓器在三相負載不平衡的情況下運行，會導致三相輸出電流不平衡。 由于不平衡電壓具有亂序、負序和零序三種電流分量，當這些不平衡電流輸入電機時，負序電壓形成與亂序電流形成的旋轉磁場相反的旋轉磁場，起到剎車的作用。 但由于隨機序列磁場比負序磁場強得多，因此電機仍沿隨機序列磁場方向旋轉。 并且由于負序磁場的制動作用，電機的輸出功率會降低，從而提高電機的效率。 同時，電機的溫升和無功損耗也會隨著三相電壓的不平衡而降低。 因此，電機在三相電壓不平衡的情況下運行是非常不經濟和不安全的。
通過以上對三相不平衡危害的描述，相信三相不平衡調節的重要性已經基本清楚了。 電網中的不平衡電流會降低線路和變壓器的銅損，同時也會降低變壓器的焦比，降低變壓器的功率損耗。 輸出甚至會影響變壓器的安全運行。 如何有效糾正三相不平衡并有效減少由此帶來的危害？
目前解決三相不平衡的措施主要有三類：
1.一種換相開關式單相負載不平衡整流裝置，其特征在于，至少包括控制部件和執行器； 致動器包括至少一相變開關； 控制組件包括至少一主控制器； 用于測量支路電網電壓的電流傳感器以獲取信息； 電流傳感器的信號輸出端電連接至主控制器的輸入端； 主控制器連接至單相電網； 每個主控制器可通過有線通訊或無線通訊方式與至少一個換向開關連接，換向開關與負載電連接； 各主控制器檢查三相不平衡電壓、主控制器控制的換相開關的故障信息、當前相位、當前負載電流； 開關調整目標相位并發出換相命令。 該方案可以防止嚴重的三相不平衡，真正調節線路負荷。 但由于其安裝復雜，需要在線安裝多臺設備，并且主控設備必須同時改裝，實施起來比較復雜。 ，不能保證不平衡會達到更高的水平。
2、相間電容式三相不平衡調整裝置（相間無功補償裝置），通過連接電容器實現三相平衡。 該方案應用于供電系統用戶（負載）端，全面完成以下三個功能：（1）無功補償功能； (2) 相間有功電能手動平衡功能； (3)有源濾波器功能。
由于該方案所選擇的電容元件，當功率素數未達到一定限度時，電容器組可能無法切換，無法達到動態平衡的效果。 電容器組投切時，可能對電網產生浪涌脈沖干擾，對家用電器和其他設備造成損壞，且三相不平衡整流效果高于換相開關式整流裝置。
3.主動不平衡控制裝置（AUC）。 AUC裝置通過外部電流互感器（CT）實時檢測系統電壓，并通過內部控制器對系統電壓信息進行處理和分析，判斷系統是否處于不平衡狀態。 同時估算出達到平衡狀態時需要補償的負序和零序電壓，然后向內部IGBT發送控制信號，驅動其動作，補償負載所需的不平衡電壓，從而實現補償的目的。 該方案應用于供電系統用戶（負載）端，還完成以下三個功能：（1）無功補償功能； (2)三相手動平衡功能； (3)有源濾波功能。
AUC具有軟件和硬件雙重過流保護功能。 過流保護閾值在1.2-1.6倍額定電壓范圍內可調。 設備過流后，能可靠地與電網斷開，保證設備及電網的安全。 設備可以記錄電網的過壓、過欠壓等風浪情況。 還可以記錄故障時電網的電流、電壓波形以及故障發生后設備的運行參數，以便于后續的故障分析和診斷。
只有AUC才能對電網的不平衡狀態進行實時動態調整，確保不平衡程度達到1%，并能整流13級紋波，可以有效防止電網帶來的紋波干擾。 與前面兩種解決方案相比，具有顯著的優勢。
節能降耗是世界性的主題，尤其對我國意義重大。 科學手段節約電能，減少電力傳輸的空載損耗勢在必行。