基于农村地区的三相负荷不平衡研究与治理

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1、基于农村地区的三相负荷不平衡研究与治理　　【摘要】周口供电区属农业地区，农村人口众多，农村负荷所占比例较大。近年来，随着农民生活水平的提高，大功率家用电器逐渐进入各家各户，农村电网经常性出现三相负荷不平衡现象，且不平衡程度越来越严重，远远超出《架空配电线路及设备运行规定》第7.5.2条规定的15%及以下的限值，严重影响着农村电网运行的安全性和经济性。　　【关键词】三相负荷不平衡换相调节无级差调节　　由于家电下乡政策的影响和居民收入水平的提高，大功率家用电器在周口农村地区用户家中日趋普遍。受到同时率的影响，低压配电网的三相负荷不平衡问题越来越严重、越来越突出，三相负荷不平衡的产生也越来越随

2、机。为解决三相负荷不平衡的问题，在周口供电区某1#台区和2#台区开展三相负荷不平衡的专项治理工作，以探究三相负荷不平衡的产生原因及最佳治理方案。　　1三相负荷不平衡度分析　　1.1三相负荷平衡的重要性　　（1）三相负荷平衡是安全供电的基础。三相负荷不平衡，轻则降低线路和配电变压器的供电效率，重则会因重负荷相超载过多，可能造成某相导线烧断、开关烧坏甚至配电变压器单相烧毁等严重后果。5　　（2）三相负荷平衡才能保证用户的电能质量。三相负荷严重不对称，中性点电位就会发生偏移，线路压降和功率损失就会大大增加。接在重负荷相的单相用户易出现电压偏低，电灯不亮、电器效能降低、小水泵易烧毁等问题。而接在

3、轻负荷相的单相用户易出现电压偏高，可能造成电器绝缘击穿、缩短电器使用寿命或损坏电器。对动力用户来说，三相电压不平衡，会引起电机过热现象。　　（3）三相负荷保持平衡是节约能耗、降损降价的基础。三相负荷不平衡将产生不平衡电压，加大电压偏移，增大中性线电流，从而增大线路损耗。实践证明，一般情况下三相负荷不平衡可引起线损率升高2%-10%，三相负荷不平衡度若超过15%，则线损显著增加。　　（4）只有三相阻抗平衡，才能保证低压漏电总保护良好运行，防止人身触电伤亡事故。　　1.2三相负荷不平衡度的相关规定及计算方法　　根据《架空配电线路及设备运行规定》第7.5.2条规定，三相负荷不平衡度须保持在15

4、%及以下。　　目前，三相负荷不平衡度计算方法有两种，算法如下，本文采用第1种算法。　　（1）（最大单相电流-最小单相电流）/三相平均电流；　　（2）（最大单相电流-三相平均电流）/三相平均电流。　　由于三相负荷不平衡度采集数据较多，这里只选取某1#台区和2#台区调节设备安装前后的部分数据进行分析研究。　　2某1#台区三相负荷不平衡度调节效果分析　　2.1调节原理5　　在某1#台区安装了基于三相负荷自动平衡智能台区系统，包括具有采集、编程和无线通讯网功能的独立式终端1台，在低压线分支点安装了具有相间负荷转换、电流、电压保护，剩余电流动作保护，采集器和编程、无线通讯网功能的永磁式智能换相型断

5、路器8台。QWZL-XT相调型智能保护器，负荷出线为单相220V，自动检测电流并识别相序，当三相负荷不平衡度达到设定的阀值，自动将某一相高电流的开关切换到电流负荷小的开关上，使每一相上的电流达到平衡。　　2.2调节效果分析　　该台区三相负荷平衡度调节前情况如表1。　　从表1可以看出，调节前三相负荷不平衡度远远超过《架空配电线路及设备运行规定》第7.5.2条规定的15%及以下的限值，且不平衡度的变化没有规律，随机性很强。因此，三相负荷不平衡度现象亟待治理。　　该台区三相负荷平衡度调节后情况如表2。　　从表2可以看出，三相负荷不平衡度相比调节前大幅度下降，但因调节原理的限制，不能实现无极差平

6、滑调节，调节后的三相负荷不平衡度仍可达到30%左右，不能满足《架空配电线路及设备运行规定》第7.5.2条规定的15%及以下的要求。　　3某2#台区三相负荷不平衡度调节效果分析　　3.1调节原理5　　三相负荷不平衡设备HLXPBF-0.4-150/4是基于电力电子技术的整流和逆变轮换理论，对于电网中的轻负荷相，通过整流电路，把能量从电网注入设备；对于重负荷相，通过有源逆变技术，把电能从设备回馈电网。在整个平衡过程中，整流和逆变同步进行。简单讲就是对于轻负荷相不平衡补偿设备相当于负载，对重负荷相不平衡补偿设备相当于电源。　　3.2调节效果分析　　该台区三相负荷平衡度调节前后情况如表3。　　注

7、1：.2015-03-1313：30：00之前数据为调节前三相负荷不平衡度情况；　　注2：2015-03-1313：30：00―2015-03-1315：45：00为台区停电安装设备时间；　　从表3可以看出，三相负荷不平衡度相比调节前大幅度下降，三相负荷不平衡度控制在了3%左右，调节后的三相负荷不平衡度较好的满足了《架空配电线路及设备运行规定》第7.5.2条规定的15%及以下的要求。　　4结语　　（1）试点台区在调节前均存在三相负荷