如何判斷三相電壓不平衡?

相不平衡是電能質量的一個重要指標,雖然影響電力系統的因素有很多,但正常性不平衡的情況大多是因為三相元件、線路參數或負荷不對稱。由於三相負荷的因素是不一定的,所以供電點的三相電壓和電流極易出現不平衡的現象,損耗線路。不僅如此,其對供電點上的電動機也會造成不利的影響,危害電動機的正常運行。因此,如果三相不平衡超過了配電網可以承受的範圍,那麼整體的電力系統的安全運行就會受到影響。

三相不平衡的基本概念

三相不平衡是指在電力系統中三相電流(或電壓)幅值不一致,且幅值差超過規定範圍。由於各相電源所加的負荷不均衡所致,屬於基波負荷配置問題。發生三相不平衡即與用戶負荷特性有關,同時與電力系統的規劃、負荷分配也有關。在電網系統中,三相平衡主要指的是三相的電壓相量的大小相等,而且如果按照A、B、C的順序進行排列,他們兩兩之間構成的角度都為2n/3。而三相不平衡就是指相量大小、角度的不一致。《電能質量三相電壓允許不平衡度》(GB/T15543-1995)適用於交流額定頻率為 50 赫茲。在電力系統正常運行方式下,由於負序分量而引起的 PCC 點連接點的電壓不平衡。該標準規定:電力系統公共連接點正常運行方式下不平衡度允許值為 2%,短時間不得超過 4%。

圖例:

如何判斷三相電壓不平衡?


理想的三相波形圖與不平衡時的三相波形圖

“三相電流不平衡度計算方法一般有以下常用的兩個公式:

不平衡度%=(最大電流-最小電流)/最大電流×100%

不平衡度%=(MAX相電流-三相平均電流)/三相平均電流×100%

舉個例子:

三相電流分別為IA=9A IB=8A IC=4A,則三相平均電流為7A,相電流-三相平均電流分別為2A 1A 3A,取差值最大那個,故MAX(相電流-三相平均電流)=3A,所以三相電流不平衡度=3/7。

引起三相不平衡的原因有哪些?

引起三相電壓不平衡的原因有多種,如:單相接地、斷線諧振等,運行管理人員只有將其正確區分開來,才能快速處理。

1. 斷線故障

如果一相斷線但未接地,或斷路器、隔離開關一相未接通,電壓互感器保險絲熔斷均造成三相參數不對稱。上一電壓等級線路一相斷線時,下一電壓等級的電壓表現為三個相電壓都降低,其中一相較低,另兩相較高但二者電壓值接近。本級線路斷線時,斷線相電壓為零,未斷線相電壓仍為相電壓。

2. 接地故障

當線路一相斷線並單相接地時,雖引


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