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配电变压器不平衡运行的危害

2022-05-23何小丽唐敏

中国应急管理科学 2022年2期
关键词:出力损耗效率

何小丽 唐敏

摘  要:在供电系统中配电变压器的安全运行是设备正常顺行的保证。在实际生产中,因照明和检修负荷的不均匀,致使配变不平衡运行的情况较为常见。因此了解和掌握供电变压器不平衡运行所带来的危害,对设备的维护和生产是非常有必要的。

关键词:损耗;出力;三相不平衡;效率。

引言:在低压供电系统中,变压器将10KV或6KV变压后以380V/220V电压向用户供电。由于用电特点及负载变化大等因素,变压器运行中常出现三相负载不平衡情况,特别是当带有单相大容量用电设备时,不平衡程度更为严重。如果在变压器三相负载不平衡状况下运行,中性线就有电流通过,就会造成不良后果,还会带来不必要的电能损耗。在设备运行中就发生过因变压器三相负载不平衡,造成其中性线被烧故障。针对该故障分析如下。

一、增加变压器损耗

变压器功率损耗包括空载损耗(铁损)Po和负载损耗(铜损)Pk。Po可看成是一个恒量;Pk与负载电流I的平方成正比。在三相负载不平衡时,Pk是三个单相变压器负载损耗之和。变压器在任意负载运行时的功率损耗:

三、三相输出电压不平衡

变压器每相绕组设计的电阻、漏抗、激磁阻抗基本相同,当三相负载对称时,每相电流大小相同,在变压器内部的压降也相同,所以其输出电压也相同。

当三相负载不平衡时,其各相电流就不一样,在其内部的每相电压降就不相等,相对负载电流大的一相电压降大,负载电流小的一相电压降小,造成三相输出电压不对称,此时变压器中性点飘移。如果三相负载发生严重不平衡,那就会造成某相电压过高而危及该相线路上的用电设备安全运行。

四、增加输电线路损耗

变压器电流通过导线输送到用户设备。由于导线有电阻,就要产生功率损耗,损耗大小与通过的电流平方成正比。当变压器以三相四线制线路输电时,其有功功率损耗:

如一条三相四线制380V线路,输送容量为50KVA,所用线为LJ-3*35+LJ-25,输送距离500米,若三相不平衡时各相运行电流=100A、=64A、=30A,用钳形电流表测得中性线电流=1.58A。按此例数据查表得r=0.64Ω/km,=1.28Ω/km。代入式(2)计算得三相负载不平衡时功率损耗为6.398KW。

当三相负载平衡运行时,按输送容量为50KVA,电压为380V计,可得额定电流=76A,则代入式(3)得三相负载平衡运行时功率损耗为5.545KW。

可见,在输送相同容量的功率时,三相不平衡时的损耗要比三相平衡时大0.853KW.

五、降低电动机效率

当变压器三相不平衡,则会产生输出电压不平衡,即存在着正序、负序和零序三个电压分量。通入电动机后,负序电压就会产生与正序电压相反的旋转磁场,起制动作用,使电动机输出功率减少。

六、结语

变压器在三相负载不平衡状态下运行,将给供电网络的正常运行带来一定危害。有关规程规定,Y/ynO接线的变壓器中性线电流不得超过低压侧额定电流的25%,故在实际的生产运行中要经常监视变压器的三相负载,必要时应作及时调整。

参考文献:

[1]邓家泽.不平衡负荷无功与负序电流的综合补偿研究[D].西南交通大学,2009.

[2]曾楚云.浅谈低压配电网三相不平衡运行的影响及治理对策研究[J].现代国企研究,2018,4(8):162.

[3]许家益,李小省,凌晓斌,等.低压配电网中三相不平衡装置设计与研究[J].科技创新与应用,2018(8):1-4.

[4]欧承谦.低压配电网三相不平衡运行的影响及治理措施[J].科学大众,2018(9):32+54.

作者简介:何小丽(2001.12—),女,重庆市人,现于重庆工程学院自动化专业就读。

唐敏(1972.01—),女,重庆市人,1994年毕业于辽宁科技大学电气自动化专业。

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