第14卷总第54期 2008年第1期 特钢技术 Speeial Steel Technology V01.14(54) 2008.No.1 供电线路三相负荷不平衡的危害及解决的方法 巴军 (攀钢集团四川长城特殊钢房地产有限公司四川江油621701) 擒要:若电嚣负荷匹配不均易造成供电线路三相电压不平衡。电压偏移值增大,电压波形产生畸变.线损增 加,致使原供电系统不堪重负,严重时引起大面积停电,中性线烧断,三相电压不平衡。烧坏电器的后果。通过对三 相不平衡电漉附加残损的计算。结合部分低压供电系统的改进实例。论证低压供电系统对调整不平衡负荷的重要性 以及进行改造的必要性和良好效益。 关键词:4t压供电系统 负荷不平街危害调整负荷减少电损 中目分典号:TM714.3文献标识码:B Harms from Unbalance in Three—phase Load of Power Supply and Its Solution Ba Jun (Siehuan Ch叽g Cheng Real Estate Limited Company,Panggang Group,Ji且ng*you-Siehuan.621701) in pow豇"supply Abstract:Unevenness of the electric appliance load match easily leads to unbalance/or three一灿voltage out circuit。i删∞鹏iI略of the values of voltage excursion,distortion of voltage wsvdorln.and increasing of line loss.Thus the∞啦inal power叭pply system is unable electric to call姻that withstand the load,cutting off"of big删power,and burning 0f neutral circuit and appliance.Thlwgh computation pressure to the Bn∽hing llne loss of three—phase circulating current。combining with improvement 咖plc d严r衄low load and the Key powa"鲫pply system,the importance about the regulation of low voltage supply sy融em to un盯eIm嘲 neeewty of transformation to the ortghml eiIcuit Were demonstrated in this paper. Words:tow voltage supply system-load unevelIrIe88,Harm,load rngulation,Line Loss decreasing 降损潜力。 1产生三相负荷不平衡原因 在实际工作中遇到供电系统的故障,大致分以 下几种形式:1、各区域负载的使用不平衡造成了三 相负荷不均衡;2、用户的负荷随机性很大,不可能 同时使用;3、电器产品增加过快。如有时一次性增 加几台大功率电器等,造成了三相负荷的不对称。 各相负荷的电流不等而功率因素相等时附加 线损的计算公式为: Ap=[(I^一IB)2+(IB—Ic)2+(Ic—I^)2]/3 *R+102Ilo 式中,R为干线电阻,110为中线电阻。 例:某区域供电干线各相功率因素相同,电阻R =0.1fl,中线电阻a0=0.2fl,各相电流分别为I^= 240 2三相负荷不平衡的危害及在实际中产生 的不良影响 2.1对配电屏和低压线路的影响 (1)三相负荷不平衡将增加线路损耗: 在三相四线制供电线路,若负荷平均分配到三 相上。设每相的电流为I,中性线电流为零,其功率 损耗为: △Pl=312R 。 A,IB=90A,Ic=45A,ID=170A,则附加线损为: Ap=[(I^一IS)2+(IB—Ic)2+(I。一I^)2]/3 *R+102ao=[(240—90)2+(90—45)2 +(45—240)2]/3.It 0.1+170z*0.2 =7865(W)=7.865(KW) 通过以上不平衡电流附加线损的计算。可看出 其值是相当大的。调整三相负荷,使三相电流保持 平衡是降损节电的重要措施,具良好的经济效益。 (2)三相负荷不平衡可能造成烧断线路、烧毁 开关设备的严重后果: 由于不平衡时重负荷相电流过大(约增为3 倍)。根据发热量Q=0.2412Rt,电流增为3倍,则发 热量增为9倍,易造成该相导线温度直线上升。加 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: AP2=2(3I)2R=1812R=6(312R); 即最大不平衡时的电能损耗是平衡时的6倍。 换句话说,若最大不平衡时每月损失3 平衡时只损失500 收件日期:2007—11—30 000 kWh,则 kWh,由此可知调整三相负荷的 作者简介:巴军,助理工程师.毕业于电子科技大学机电一体化专业.现供职攀钢集团141 Jtl长钢房地产有限公司物业管理科.联系电话:0816— 365148I 万方数据 2008年第1期 巴军:供电线路三相负荷不平衡的危害及解决的方法 供电线路损耗增大 ?59? 之在供电配电中.中性线导线截面一般应是相线截 面的50%,相对偏小,导致电源线电阻增大,中性线 烧断的几率增大。 同理在配电屏上,将直接造成开关重负荷相烧 坏、接触器重负荷相烧坏,因而整机损坏等严重后 果。 若中性电流过大,使配电变压器运行温度升 高,严重时会将变压器烧坏。当中性线电流过大 时。零序电流所产生的零序磁通会在油箱壁及钢结 构件中通过,引起较大的损耗,从而使配电变压器 运行温度升高。绝缘油和绝缘材料长期受到高温 影响,变压器寿命会缩短,严重的甚至烧坏。 3.2三相负荷不平衡,造成三相电压不对称.使中 性点电位产生位移 举例说明:某四层办公楼.一楼为门面,二楼为 办公区域(含小会议室有空调5台及办公设备),三 楼为办公室(办公设备),四楼为大会议室不经常使 用。供电分布图如下: 三相中哪相负荷大,哪相电压就降低,而负荷 小的相电压升高。为此,如果控制中性线电流不超 过20%。则中性点位移不会造成三相电压的严重不 对称。规程要求电流不平衡度p不得大于20%,计 A 算公式为 p=(I~一Icp)/Icp×100% , 一层 二层 三层 阴层 式中,I一为最大电流,I。,为平均电流。 3.3三相负荷不平衡,将引起相间电压的不均衡 相间电压的不均衡对大量使用白炽灯照明产 生不良影响。当端电压降低5%时,其光通量将减 少18%,照度将降低;而端电升高5%。灯泡寿命将 减少一半,灯泡消耗量将剧增。电压的高低还会使 电器用品过压或欠压保护。不能正常工作。 3.4 图1某办公楼供电系统分布图 隐.1 Table Power supply system distribution map of ofl;ee bl砌i唱 1斟伽埘帆of鼬l删d em'rmt血mn曲tests Ikfore缸衄dbI皿椭 负荷情况 测试电流 2—5A 褒l 改造前通过调试各层负荷电流情况 故障现象 造成总开关 经常动作,B 一层(^相) 5I回r】匝约lkW 中性线电流过大.导线烧断的机会增加 前面已阐述。中性线导线截面一般是相线截面 二层(B相)6问办公室加空调约13哺 三层(c相) 矍J 6kW 鬻毽辟簇塾 15.27A妻絮学呈 55_60A 的50%,但在实际选择时,有时往往偏小,如果接头 质量不好。则会使电阻增大。因此,实际生活中常 发生中性线接头过热烧断故障和烧坏电器用品现 象,造成严重经济损失,给生活带来极大的不便。 作、经营带来 四层(^相)会议室(不经常使用)约ll渭0.5A 了不便。 对其供电线路进行改造后: 以上分析说明,调整不平衡负荷具有十分重要 的意义。 Table 2 Sitmit∞of砌I砌cnrrc/恤mngh蛐n玎trln/'/ 裹2改造后通过测试备层负荷电漉情况 5 4调整不平衡负荷。减少电能损耗的主要措施 1) 一层(^相) iii 间门约 lkW 2 一 5A 蒜行’f磊 改造企业低压区域供电线路。调整低压配 二层(A、B、c相)6阃办公室加空词约13kw 三层(^、B、c相) 四层(^相) 6kW 15_20A会盖韫妻 8。lo^磊,娄霆 后故障懈 0.5A 电线路的三相负荷。尽量使其平衡。定期检测三相 电压的平衡情况。及时调整负荷,使三相负荷尽量 均衡,减少不平衡电压对电压偏移的影响。同时, 可以降低三相负荷电流不平衡度,减少中性线电流 的增大。即减少线损。 2)单位用户供电采用单相到三相的转换。每 栋职工住宅均由三相四线的电缆引至各单元低压 配电箱。 3)根据负荷变化情况,合理凋整运行方式。 适当调节用户的用电时间,减少最大负荷,增加最 小负荷,提高负荷率。 会议室(不经常使用)约lkW 鸯,电压稳 通过表