物理学专业毕业论文

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1、物理学专业毕业论文浅淡低压线路三相负荷不平衡的危害及对策[摘要]本文分析低压线路三相负荷不平衡对低压电网、配电变压器造成危害，对供电企业安全供电降低线损、用户安全用电影响较大，并根据河源市区低压电网三相负荷不平衡的情况，提出了相应的对策。　　[关键词]低压电网三相负荷不平衡危害对策　　前言　　近几年来，河源市城区在中低压配电网改造和建设过程中，投入了大量资金进行电网改造，诸如配电变压器放置在负荷中心，增添配电变压器数量，缩短供电半径，加大导线直径，增加低压线路等措施，并取得了阶段性的成果。但在实际工作及运行中，接电人员的疏忽再加上由于单相用户的不可控增容、大功率单相负载的接入以及单相

2、负载用电的不同时性等，都造成了三相负载的不平衡。低压电网若在三相负荷不平衡度较大情况下运行，将会给低压电网与电气设备造成不良影响,导致低压电网的可靠性和稳定性差，线损率较高。　　1存在问题　　河源供电局源城区现有配变1848台，配变总容量91.04万kVA。其中公变939台，配变容量为41.37万kVA，专变909台，容量为49.67万kVA。2011年，据配电部对城区所有配电变压器的负荷进行了测量，结果表明，三相电流不平衡度不合格的占45％、不平衡度超过25％的变压器占30％，若夏季用电高峰期可达到65％。由此可见，城区的配电变压器，三相负荷分配很不均匀，造成变压器损耗增加，容量相

3、应降低，导致变压器过负荷;促使变压器加快老化，据统计数字表明，低压配电系统的电能损耗约占整个供电网总损耗的50%以上。　　2危害　　2.1增加线路的电能损耗　　当低压电网以三相四线制供电时，负荷平均分配到三相时，设每相的电流为I，中性线电流为零，其有功功率损耗：　　P=Ia2Ra+Ib2Rb+Ic2RC+IO2RO……〔1〕　　式中IaIbIc是变压器输出三相线路各相电流，　　IO中性线电流、RO中性线电阻，　　RaRbRC是变压器输出三相线路各相电阻　　当三相负载平衡时Ia=Ib=Ic=I，IO=0则　　功率损耗为：P=3I2R……〔2〕　　当三相负载不平衡运行时，中性线即有电流通

4、过。这样相线有损耗，而且中性线也产生损耗，从而增加了电网线路的损耗，在最大不平衡时，即某相为3I，另外两相为零，中性线电流也为3I，功率损耗为：　　P=2（3I)2R=18I2R=6（3I2R)……〔3〕　　即最大不平衡时的电能损耗是平衡时的6倍。　　2.2增加配电变压器的电能损耗　　变压器在正常情况下运行电压基本不变，即空载损耗是一个恒量。变压器的三相损耗分别为：Pa＝Ia2R，Pb=Ib2R，Pc=Ic2R……〔4〕　　式中Ia、Ib、Ic分别为变压器二次负荷相电流，R为变压器的相电阻。　　当变压器三相平衡运行时，即Ia=Ib=Ic=I时，　　Pa＋Pb＋Pc=3I2R……〔5〕

5、　　当三相负荷不平衡运行时，变压器的负荷损耗可看成三只单相变压器的负荷损耗之和。配变在任意负载运行时的功率损耗:　　P=P0+PK×｛【﹝Ia/IN﹞2+﹝Ib/IN﹞2+﹝Ic/IN﹞2】/3｝……〔6〕　　式中P0PK是空载损耗〔铁损〕和负荷损耗〔铜损〕　　IaIbIc是变压器输出三相线路各相电流，　　IN是配变额定电流　　即造成变压器的损耗增大(包括空载损耗和负载损耗)，绕组和变压器油过热。绕组过热，绝缘老化加快；变压器油过热，引起油质劣化，迅速降低变压器的绝缘性能，减少变压器寿命（温度每升高8℃，使用年限将减少一半），甚至烧毁绕组。此外，会产生零序电流，而变压器内部零序电流的

6、存在，会在铁芯中产生零序磁通，这些零序磁通就会在变压器的油箱壁或其他金属构件中构成回路。但配电变压器设计时不考虑这些金属构件为导磁部件，则由此引起的磁滞和涡流损耗使这些部件发热，致使变压器局部金属件温度异常升高，严重时将导致变压器运行事故。　　2.3配变出力减少　　配变线圈结构是按对称运行情况设计的，其绕组性能基本一致，各相额定容量相等。配变的最大允许出力要受到每相额定容量的限制。假如当配变处于三相负载不平衡工况下运行，负载轻的一相就有富余容量，从而使配变的出力减少。其出力减少程度与三相负载的不平衡度有关。三相负载不平衡越大，配变出力减少越多。为此，配变在三相负载不平衡时运行，其输出

7、的容量就无法达到额定值，其备用容量亦相应减少，过载能力也降低。假如配变在过载工况下运行，即极易引发配变发热，严重时甚至会造成配变烧损。　　2.4三相输出电压不平衡　　配变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，在配变内部的压降也相同，所以其输出电压也相同。假如配变在三相负载不平衡时运行，其各相输出电流就不相等，其配变内部三相压降就不相等，这必将导致配变输出电压三相不平衡。相对负载电流大的一相电压降大，负载电流小的一相