農(nóng)網(wǎng)配電臺(tái)區(qū)三相負(fù)荷不平衡度優(yōu)化算法

叢猛　魏佩瑜

摘 要：經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展不僅使城市人民的生活水平直線上升，農(nóng)村人民的生活水平隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展其質(zhì)量也有著明顯的提升。其中，提升尤為明顯的當(dāng)屬農(nóng)網(wǎng)配電。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展措施農(nóng)網(wǎng)進(jìn)行了一定的改革，改革之后的農(nóng)網(wǎng)促進(jìn)了一些大功率電器進(jìn)入農(nóng)村，隨著高中低檔大功率入駐農(nóng)村，單相負(fù)荷的不斷激增，致使當(dāng)前農(nóng)村的單相負(fù)荷已經(jīng)成為了電力負(fù)荷的主要難題之一。本文主要對(duì)農(nóng)網(wǎng)配電臺(tái)區(qū)三相不平衡調(diào)整的策略進(jìn)行了一定的研究，本文主要可以分為三個(gè)部分，第一部分主要分析和研究了配電網(wǎng)三相不平衡的含義以及其危害；第二部分主要分析和研究了配電網(wǎng)三相不平衡的一些主要的調(diào)整策略；第三部分主要對(duì)配電網(wǎng)三相平衡的效益進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：三相不平衡；危害；調(diào)整；效益

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.127

1 配電網(wǎng)三相不平衡

1.1 三相不平衡

一個(gè)三相平衡電路的三相電壓源必須是正弦波，且頻率相同，幅度相同，相位互差120度；三相的負(fù)荷阻抗相同且均為線性阻抗，因此三相的電流都是正弦波，且頻率相同，幅度相同，相位互差120度。

三相不平衡是指，在電力系統(tǒng)中的三相電流或者是三相電壓的幅值不一樣，且超過了規(guī)定的互差幅度范圍，導(dǎo)致其電壓電流發(fā)生的一些不平衡。

1.2 三相不平衡的危害

配電網(wǎng)的三相不平衡的危害是涉及到方方面面的，其主要的危害有以下幾個(gè)方面：

第一，對(duì)配電變壓器的影響。正常情況下，變壓器的損害是包括空載損耗和負(fù)荷損耗兩個(gè)部分的，若變壓器運(yùn)行的電壓在一定時(shí)間內(nèi)不發(fā)生改變或者變動(dòng)的話，那么變壓器的負(fù)荷損耗就是一種衡量；變壓器的負(fù)荷損耗一般是根據(jù)變壓器所擔(dān)負(fù)的負(fù)荷值的變化而進(jìn)行相應(yīng)的變化的。由此可見，當(dāng)發(fā)生三相不平衡時(shí)，變壓器的負(fù)荷就可以看成是三只單相變壓器的負(fù)荷損耗之和，由此可以得出，當(dāng)三相不平衡最為嚴(yán)重的時(shí)候變壓器的負(fù)荷相當(dāng)于完全平衡時(shí)的三倍。

第二，對(duì)高壓線的危害。三相不平衡對(duì)于高壓線的電路主要包括兩個(gè)方面的。一個(gè)方面是對(duì)于高壓線的損耗變大。低壓電網(wǎng)三相負(fù)荷不平衡時(shí)其相應(yīng)的會(huì)反應(yīng)到高壓側(cè)上，當(dāng)三相不平衡最大時(shí)，高壓會(huì)變成平時(shí)平衡時(shí)的1.5倍，其功率的損耗也比平時(shí)高百分之13左右，由此可見，三相不平衡會(huì)增加高壓線的損耗；另一方面會(huì)增加高壓線路跳閘的次數(shù)，從而降低開關(guān)設(shè)備的使用壽命。低電壓下的三相不平衡會(huì)導(dǎo)致高壓的電流增大，電流過大在一定程度上會(huì)導(dǎo)致高壓線途徑流跳閘，從而發(fā)生大面積的停電事故，嚴(yán)重影響各部門電的使用情況。過高頻率的跳閘，在一定程度上會(huì)導(dǎo)致一些設(shè)備壽命的降低，因此可以看出，增加高壓線的跳閘次數(shù)、降低設(shè)備的使用壽命是配電網(wǎng)三相不平衡對(duì)于高壓線的又一危害。

第三，對(duì)低壓線路的影響。三相嚴(yán)重不平衡不僅對(duì)高壓線影響極大，對(duì)于低壓線路的影響也是極大的。配電網(wǎng)下三相不平衡狀況下對(duì)于低壓線路的影響也是主要包括兩個(gè)方面：一方面是增加線路的損耗。三相不平衡不僅會(huì)增加對(duì)高壓線路的損耗，在一定程度上也會(huì)增加低壓線路的損耗。三相四線制的低壓配電網(wǎng)線路，其三相的負(fù)荷分布是相對(duì)均勻的，中線是設(shè)有電流的，因此當(dāng)三相的不平衡到達(dá)最為嚴(yán)重的時(shí)候，其其他兩相的電流則幾乎為零，當(dāng)其他兩相的電流為零時(shí)，中線的電流則到達(dá)最大值，此時(shí)線路電能的損耗為平時(shí)正常情況下的6倍，由此可以看出，低壓臺(tái)區(qū)的三相不平衡調(diào)正會(huì)增加對(duì)低壓線路的損耗；另一方面，三相的嚴(yán)重不平衡還極有可能會(huì)燒毀電路。當(dāng)三相嚴(yán)重不平衡時(shí)，其單相由于負(fù)荷過重，由此可能會(huì)導(dǎo)致線路熱量上升，從而導(dǎo)致其線路燒毀等現(xiàn)象的發(fā)生。此外，三相不平衡導(dǎo)致的線路燒毀主要體現(xiàn)在零線燒毀，而接觸不良等現(xiàn)象的頻發(fā)，在一定程度上也增加了線路燒毀的概率。

第四，對(duì)用戶的影響。農(nóng)網(wǎng)配電臺(tái)區(qū)三相不平衡的情況對(duì)于用戶的影響也是極大的。在三相不平衡的情況下，可能會(huì)導(dǎo)致一相或者兩相的負(fù)荷過大，從而導(dǎo)致其中線的負(fù)荷降低，線路末端電壓過低會(huì)在一定程度上降低供電的質(zhì)量，供電質(zhì)量的降低會(huì)很大程度上會(huì)影響用戶用電的質(zhì)量。由于當(dāng)前農(nóng)村的高中低檔的大功率用電設(shè)備較多，供電質(zhì)量的降低在一定程度上會(huì)造成起家用電器的使用不暢通，嚴(yán)重情況下甚至造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使人們的生活與電的聯(lián)系愈加密切，供電不穩(wěn)對(duì)于農(nóng)村居民的生活影響是巨大的。

2 配電網(wǎng)三相不平衡的主要調(diào)整策略

針對(duì)配電網(wǎng)三相不平衡的現(xiàn)狀，其相應(yīng)的調(diào)整策略主要有以下幾個(gè)反面：

第一，進(jìn)行相應(yīng)的人工調(diào)整。配電網(wǎng)三相不平衡對(duì)于人們經(jīng)濟(jì)生活的影響是巨大的，對(duì)于當(dāng)前三相不平衡的狀況，進(jìn)行相應(yīng)的人工調(diào)整是其主要對(duì)策之一。進(jìn)行相應(yīng)的人工的三相管理和調(diào)整，在一定程度上可以規(guī)避三相不平衡的情況，雖然，對(duì)三相進(jìn)行一定的人工調(diào)整的難度比較大，且其相應(yīng)的作用范圍比較小，但是在緊急情況下，通過一定的人工調(diào)整可以達(dá)到短時(shí)間內(nèi)的三相平衡，從而避免對(duì)于高壓線、低壓線的損耗，保證用戶用電的正常。

第二，進(jìn)行一定程度的自動(dòng)調(diào)整。自動(dòng)調(diào)整相對(duì)于人工調(diào)整其實(shí)現(xiàn)的可能性大，且操作的難度系數(shù)也相對(duì)低于人工調(diào)整。農(nóng)網(wǎng)配電臺(tái)區(qū)的三相不平衡調(diào)整主要是通過單元表箱負(fù)荷的平均值來預(yù)估其表箱的數(shù)量和單位的，通過預(yù)估的數(shù)值來進(jìn)行時(shí)間的調(diào)整和設(shè)置，使臺(tái)區(qū)在用電低谷時(shí)能夠自動(dòng)進(jìn)行三相的調(diào)整，從而降低了負(fù)荷調(diào)整對(duì)于供電的影響力度，在一定程度上保證了用戶供電的可靠性。三相不平衡的自動(dòng)調(diào)整策略相較于人工調(diào)整來說降低了人工成本費(fèi)用和電容器的維護(hù)費(fèi)用，在保證供電正常的情況下降低了資源的消耗，因此自動(dòng)調(diào)整策略對(duì)于農(nóng)網(wǎng)配電臺(tái)區(qū)三相不平衡現(xiàn)象的調(diào)整有著至關(guān)重要的作用。

3 配電網(wǎng)三相平衡的意義

配電網(wǎng)三相平衡的意義是極大的，其主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

第一，降低臺(tái)區(qū)資源消耗。通過對(duì)農(nóng)網(wǎng)配電臺(tái)區(qū)三相不平衡進(jìn)行調(diào)整，在實(shí)現(xiàn)三相相對(duì)平衡的情況下可以減少對(duì)低壓線路的損壞，降低對(duì)低壓線路的損耗不僅可以為臺(tái)區(qū)降低一定的直接經(jīng)濟(jì)的損耗，在一定程度上還可以降低對(duì)間接經(jīng)濟(jì)的損耗。當(dāng)前經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，不僅人們的社會(huì)生活與電緊密相連，其經(jīng)濟(jì)生活更是與電不可分割，因此，降低對(duì)低壓線路的損耗在一定程度上能夠降低停電狀況的發(fā)生，從而降低對(duì)經(jīng)濟(jì)的損耗。

第二，減少對(duì)變壓器的損耗。三相不平衡對(duì)于配電變壓器的影響是極大的，因此，通過一定手段的調(diào)整實(shí)現(xiàn)三相平衡能夠減少變壓器的空載損耗和符合損耗，這樣不僅可以降低實(shí)際的成本需求。從而建立健全更加完善的農(nóng)網(wǎng)智能電網(wǎng)，為人們的生活提供更多的便利。

參考文獻(xiàn)：

[1]張文斌，趙維，熊星，陳新和，薛超，王福潤(rùn).基于三相負(fù)荷平衡控制的電網(wǎng)節(jié)能降損技術(shù)[J].農(nóng)村電氣化，2014（08）.