李玲 刘芃飞 王婷婷

摘要

当低压配电网出现三相负荷不平衡时，会导致变压器和线路的损耗增加，若不能对其进行及时的治理，则会引起整个供电系统的瘫痪，因此，如何快速、准确、高效的治理低压配电网存在的三相负荷不平衡问题，成为了当前供电企业共同关注的问题。文章在参考前人研究结果的基础上，系统的总结了低压配电网三相不平衡的危害;同时根据笔者多年的工作经验，提出运用低压负荷自动换相装置治理三相负荷不平衡，并总结了该治理方案的可行性和效益性，力求为我国低压配电网安全、稳定的运行提供可靠的参考依据。

【关键词】低压配电网 自动换相装置 三相负荷 低压负荷

在科学技术不断完善、用电设备不断革新等因素的共同作用下，我国电力行业取得了良好的发展环境和发展机遇，但与此同时，供电领域优胜劣汰的市场竞争机制也逐渐形成，所以，供电企业要想在激烈的市场竞争环境中获得一席生存之地，他们就必须要在开展生产经营活动的过程中不断增强自身的盈利能力和市场竞争能力。而低压配电网三相负荷不平衡作为低压配电网普遍存在的问题，不仅会在一定程度上引起电能损耗和，同时还会出现零序电流、用电设备无法正常运行等问题，是制约供电企业经济效益和市场竞争能力的最主要因素。综上所述，研究低压负荷自动换相装置在三相不平衡治理中的应用具有十分重要的意义

1 低压配电网三相不平衡的危害

1.1 引起电能损耗

低压配电网三相不平衡所引起的电能损耗主要集中在供电线路和配电变压器等方面。其中导致线路电能损耗的主要原因是：电流在通过三相四线制供电网络的线路时，存在电阻、电感和电容的线路会对电流产出阻抗，从而导致电能损耗。此外，由于低压电网通过三相四线制供电时，会存在一定的单相负载，所以常常会出现三相负载不平衡的问題，使得部分电流从中性线通过引起相线和中性线的损耗有损耗。而导致配电变压器电能损耗的原因是：当配电变压器在三相负荷不平衡的环境下运行时，配电变压器的功率损耗会随着负荷的变化而变化，从而引起配电变压器的电能损耗。

1.2 配电变压器产生零序电流

配电变压器在三相负荷不平衡的环境下运行时，会出现一定程度的零序电流，三相负荷不平衡程度越高，零序电流也越大。而零序电流的存在，又会引起配电变压器铁芯中出现零序磁通，在加上高压侧并没有零序电流，所以，零序磁通只能将油箱壁和钢构件等导磁率较低介质作为通道，最终出现磁滞、涡流损耗等问题，发展至一定程度时还会引起钢构件局部温度升高，影响配电变压器的正常运行。

1.3 电动机输出功率降低

配电变压器在三相负荷不平衡环境下运行时，会引起正序电压、负序电压以及零序电压分量不平衡，当这种不平衡的电压传输至电动机之后，负序电压与正序电压产生旋转磁场相反，起到制动作用。但是，由于正序磁场往往要强于抚恤磁场，所以电动机依然保持朝着正序磁场方向转动。也就是说，负序磁场所引起的制动作用一定会降低电动机的输出功率。与此同时，随着三相电压不平衡状态的增大，电动机的温升和无功损耗也会素质增大，所以，电动机在三相电压不平衡环境下运行，不仅会增加运行成本，同时也增强了运行的风险。

2 低压负荷自动换相装置工作原理

低压负荷自动换相装置指的是通过低压负荷自动换相装置实时调整终端各相间实际负荷，使三相实际负荷满足低压配电网正常运行的要求。低压负荷自动换相装置由1台主机和10-15台分机组成，主要运用于配电变压器低压侧（220/380V）。主机和数据采集装置安装在配电变压器低压侧，分机安装在终端用户表前侧。分机依据配变用户负荷实际情况分布安装，以便于可以及时、准确、全面的检测配电变压器输出状况和分机负荷电流变化情况，当出现低压负荷自动换相装置三相负荷不平衡时作出响应。例如，当配变负荷实时不平衡度超出预先核定的值时，主机就会通过逼近算法的方式，通过无线信号控制系统将分机切换到合适的相别，从而保证低压负荷自动换相装置低压侧负荷处于一种平衡状态，最终实现减少线路和变压器损耗、提升变压器运行效率以及增强配电网安全性和稳定性的目的。

3 低压负荷自动换相装置在三相不平衡治理中的应用

3.1 直接产生的经济效益

通过低压负荷自动换相装置治理三相不平衡问题，有助于减少线路及配电变压器的损耗，降低供电系统运营成本。例如，通常情况下1台315kVA配电变压器安装1套低压负荷自动换相装置，每月配送电量约为120000kW·h，如果按照当前市场平均降低线损3.2%，及购电成本0.25元/（kW·h）计算，则每台配电变压器每月就可以节约3840kW·h，折合960元/月。此外，通过低压负荷自动换相装置治理三相不平衡问题，还可以显著的减少低压配电网设备抢修成本。例如，在使用低压负荷自动换相装置治理三相不平衡问题之前，我所在的供电企业需要花费大量的人工费用、交通费用、材料费用等对三相负荷不平衡故障进行抢修，而在运用低压负荷自动换相装置之后，则有效的节约了此项成本。

3.2 降耗减排

据有关资料显示，平均发电1kW·h需要消耗325g标准煤，而1台变压器每年可节省3840kW·h/月×325g×12月=14.97t左右的标准煤，从而降低发电过程中产生的二氧化碳、碳粉尘以及氮氧化物等大气污染物，为维持生态平衡和实现可持续发展战略奠定坚实的基础。

4 结束语

从上文所论述的内容我们可以得出，三相负荷不平衡问题已成为当前制约供电企业生存和发展的主要问题，而低压负荷自动换相装置在治理三相负荷不平衡问题方面有着极其显著的可行性和效益性，值得我们在今后的工作中不断推广和使用。身为供电企业工作人员的我们，必须在今后的工作中不但总结和积累工作经验，积极完善自身的专业知识和工作能力，才能准确的发现制约供电系统安全稳定运行的原因所在，并采取行之有效的措施加以应对，为我国供电事业的持续发展和完善提供充足的人力资源保障。

参考文献

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