论述低压配电网三相不平衡治理技术

朱焕福

摘要 低压配电网三相不平衡问题不仅会影响整个区域电网的电能传输效率，还会导致极大的电能损耗，因此，有必要对低压配电网三相不平衡问题采取相应的治理手段。基于此，本文就导致低压配电网三相不平衡的主要原因展开分析，并结合具体情况对治理手段进行优化，全面提升低压配电网的运行效率与安全性。

关键词：低压配电网；三相不平衡；治理技术

引言：本文主要从两大方面就低压配电网的三相不平衡现象以及治理技术展开研究论述，其中第一个方面主要就低压配电网三相不平衡现象进行概述，并就三相不平衡的引发因素以及该现象对于配电网运行的影响进行深入分析；第二个方面就低压配电网三相不平衡治理技术展开研究与分析。

一、低压配电网三相不平衡现象概述

（一）引起低压配电网三相不平衡的原因

   引起低压配电网三相不平衡现象的主要原因在于三相负载的不平衡，负载不平衡会导致三相端的电流与电压不平衡。本文所指的三相不平衡是广义的，即三相负载不平衡超出平衡差异允许的范围。引起低压配电网三相不平衡的因素较多，常见的因素有断路、接地问题以及谐振现象的发现等。若低压配电网内部出现断路，则会导致三相参数不对称，三相负载两端的电压会出现不平衡现象。若低压配电网存在接地问题（接地线断裂或者接地线接口处接触不良），会导致电压不平衡。谐振现象会对低压配电网的三相平衡产生干扰，若低压配电网接入其他设备或者短时间内电力负荷极速增加，则会出现三相不平衡现象。除此之外，近些年来随着家电下乡政策的大力推行，家用电器的不规范接入引起一系列谐振现象，导致低压配电网三相不平衡现象加剧，管理人员应当予以重视。

（二）低压配电网三相不平衡运行的影响

  低压配电三相不平衡运行的影响是十分明显的，主要体现在设备损坏、能源损耗、配电变压器出力减少以及用电安全问题等。三相不平衡会产生零序电流，会提高电气设备的铁损与铜损，进一步加剧变压器、配电线路以及配电网络的损耗。低压配电网一般采用三相四线制供电模式，当出现三相不平衡现象时，中心线处会经过电流，产生一定的电能损耗。其次，低压配电网所采用的变压器在三相容量设计上是一致的，当出现三相不平衡问题时，各相会出现过载或者无负荷情况，使整个变压器的平均利用率大幅下降，即配电变压器出力减少。低压配电网三相不平衡现象会导致出现较大的电压差，当电气设备两端电压过高时，则会出现发热现象，轻则电气设备出现损坏，重则产生用电安全事故；当电气设备两端电压过低时，其工作效率会大幅下降。

二、低压配电网三相不平衡治理技术

（一）智能化无功补偿技术

  三相不平衡治理方案的核心在于缩小各相之间实际负荷量的差距，采用无功补偿技术能够对三相负荷量进行调整，使各相负荷量始终处于允许范围内。为提高无功补偿技术的科学性与稳定性，利用自动化控制技术对低压配电网三相负荷进行补偿调整。在实际应用过程中，应当根据低压配电网的建设状况以及三相负荷平衡差异，选择合适智能无功补偿模式。无功补偿技术能够提高电流在传输过程中的稳定性，对于三相四线制电网能够有效降低电能损耗。在低压配电网应用智能无功补偿技术时，应当严格根据各相电流、电压的平衡数值进行，在治理三相不平衡现象过程中，同时对各相的有功频率进行平衡调整，综合降低三相电输送过程中的电力损耗。除此之外，采用智能化无功补偿技术治理三相电不平衡问题时，应当对技术成本与设备成本等方面进行综合考虑，在能够有效解决问题的情况下，尽量降低三相无功补偿的整体成本。

  采用无功补偿技术治理低压配电网三相不平衡现象过程中，应该严格把握以下三个要求：以固定补偿为主、以分散补偿为主、以低压补偿为主。其中固定补偿是指在未对三相不平衡问题进行实地检测之前，仅根据无功补偿经验投入固定量的补偿负荷，固定补偿较为稳定，但会产生过度补偿或者补偿不足的情况，补偿效率较低。而分散补偿又叫做分组补偿，其工作原理是利用电容器进行平衡补偿，在三相线路之间安装平衡电容器，电容器通过储存电荷与释放电荷实现电荷的转移，进而使三相之间电流、电压处于平衡状态，对低压配电网的无功功率进行补偿，对有功功率进行平衡调整。而低压补偿能够有效减少电流在传输过程中的损耗，而且在电阻原件相同是情况下，低压电能产生的电流更小，对用电设备与电气原件造成的损害会大大降低。无论是那种补偿方式都会出现过度补偿的问题，可以在三相之间安装过载保护设备，降低过载负荷对于配电变压器的损耗。与传统的无功补偿技术相比，智能化无功补偿技术综合三种补偿方式的优点，根据三相不平衡现象的实际状况，选择合适的补偿模式，能够有效实现各相负荷平衡，并降低电能损耗以及功率补偿对于配电变压器的损耗。

（二）针对配电网三相不平衡电流的治理技术

  常见的三相不平衡治理手段主要针对不平衡电压进行的，下面从电流平衡角度展开详细论述。三相不平衡电流以及三相不平衡电压的产生都会导致功率不平衡，在治理三相不平衡电流过程中，应当主要从两大方面进行：1.补偿功率因数；2.调节各相的不平衡电流。不平衡电流治理过程中，应当以IGBT为核心，将各相超出额定值的电流吸收出来，并通过电子储能元器件进行储存，再转移至电流较小的一相即可。由此可见，三相电流不平衡治理思路在于将电流负荷较高相的电流进行吸收与储存，在该相电流数值稳定后，将储存的电流转移至电流负荷较低的相。该中三相不平衡方式具有操作简单、补偿精度高、无功补偿的优势，但平衡治理过程中电能损耗较大且对于安装位置要求较高，更适用于精密性电气元件的三相平衡治理。除此之外，还可以采取安装智能电容器的方式治理三相不平衡现象，该技术基于王氏定理，对各项之间的有功功率进行平衡调整，电容器的购置成本较低、电能损耗较小。

（三）对配电网三相负荷进行智能化检测与调整

  在日常生产与生活中，谐振现象频出，则低压配电网三相不平衡问题在所难免，可以采用安装智能化监测设备的方式对低压配电网三相负荷进行实时监测，当各相负荷幅值差超出规定范围内，则向管理人员发送警报信息，并采取相应的操作对三相负荷进行智能化调整。例如，智能化监测设备应当与配电变压器的接线端以及零线电流端，并每隔30s向数据模块传输搜集的信息，将配电网三相平衡误差行为控制在30s内。除此之外，当地电力局应当定期派遣专业电工人员对周围的配电变压器三相平衡问题以及绝缘模块进行检测，降低由于天气因素、不规范操作等因素对于三相平衡的干扰，并对老化、损坏的配电变压器零部件及时进行更换，避免三相之间负荷差距进一步扩大。

总结：低压配电网三相不平衡现象会引起电能损耗、电网损耗以及安全事故等一系列问题，因此，应当采取合适的技术对三相不平衡现象进行治理。三相不平衡治理手段的核心在于平衡各项的电荷负载，具体可以采用智能化无功补偿技术以及三相不平衡电流治理技术进行管理。除此之外，应当对低压配电网三相负荷进行智能化检测与调整，确保三相之间的负荷差异在允许的范围内。

引用文献：

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