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    配電變壓器三相負(fù)載不平衡對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行的影響探究

    2018-08-22 19:35:16唐煥祥
    科學(xué)與財(cái)富 2018年20期
    關(guān)鍵詞:三相配電變壓器

    唐煥祥

    摘 要: 近年來,隨著社會(huì)生產(chǎn)水平和人們生活質(zhì)量的提高,電力已經(jīng)成為人們?nèi)粘I詈凸ぷ髦胁豢扇鄙俚闹匾茉?,電力系統(tǒng)規(guī)模也逐漸擴(kuò)大,人們對(duì)于電力需求量不斷提高。為了能夠適應(yīng)社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的需要,有關(guān)部門對(duì)配電網(wǎng)也在不斷進(jìn)行改進(jìn),從而能夠提高供電的質(zhì)量和能力,使得在用電問題過程中不會(huì)出現(xiàn)三相負(fù)載不平衡的現(xiàn)象,因此需要充分了解配電變壓器三相負(fù)載不平衡的原因,對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響,以及深入探究相應(yīng)的改進(jìn)措施。

    關(guān)鍵詞: 配電;變壓器;三相;負(fù)載;不平衡;對(duì)配網(wǎng)

    一、配電變壓器三相負(fù)載不平衡

    配電變壓器的三相負(fù)載工包括三根相線,當(dāng)三個(gè)相處于非平衡狀態(tài)時(shí),各相電的電流值是比較高的,這種情況下就很容易形成一個(gè)互相平衡的狀態(tài)。而當(dāng)三者處于不平衡狀態(tài)時(shí)電流值會(huì)產(chǎn)生一定的差異,有著較高的電流值會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱的情況,嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致線路著火,三相負(fù)載不平衡會(huì)嚴(yán)重導(dǎo)致中性線的電流擴(kuò)大,使中性點(diǎn)發(fā)生位移,進(jìn)而流經(jīng)中性線的電流過多時(shí),其余的則會(huì)流至零線,其實(shí)這種不平衡也會(huì)導(dǎo)致零線電流的增加。配電變壓器三相負(fù)載的不平衡主要有以下三種情況:首先三相負(fù)載失衡或者負(fù)載量過大或過小,這種情況下會(huì)導(dǎo)致不平衡。最開始幾天內(nèi)由于負(fù)載彼此相差值較少,因此負(fù)載平衡也相對(duì)比較小,用電方出現(xiàn)單相用電,只是三相負(fù)載的分配比例會(huì)出現(xiàn)一定的差異。此外在白天用電時(shí),負(fù)載的動(dòng)力基本處于一個(gè)平衡狀態(tài),而到晚間用電高峰期時(shí)才會(huì)出現(xiàn)三相負(fù)載不平衡的情況,這種主要是由于當(dāng)?shù)鼐用裼秒姲滋熘饕陨a(chǎn)為主,而夜間在電量使用較為集中的情況下,這段時(shí)間內(nèi)用電量大幅增加,因此也會(huì)導(dǎo)致單相用電分配不均勻,引起三相負(fù)載不平衡的現(xiàn)象。其次是由于季節(jié)性用電而產(chǎn)生的不平衡,比如在夏季和冬季這兩個(gè)季節(jié),由于人們家里用電,工廠生產(chǎn)處于旺季,而導(dǎo)致該季節(jié)內(nèi)三項(xiàng)用電量比較大,相比其他季節(jié)和生產(chǎn)淡季來說,單相用電和三項(xiàng)用電的比例額會(huì)產(chǎn)生較大差異,進(jìn)而導(dǎo)致三相負(fù)載中單相負(fù)荷分配不均勻,這也是造成三相負(fù)載不平衡的原因。

    二、三相負(fù)載不平衡的原因分析

    我們具體分析配電變壓器三相負(fù)載不平衡的主要原因,分別有以下五點(diǎn):一、線路故障。比如變壓器缺相或者低壓線時(shí)線折斷,或變壓器某線段發(fā)生故障就會(huì)導(dǎo)致三相負(fù)載失衡。二、用電設(shè)備自身的因素以及季節(jié)性用電量變化差異較大的因素而導(dǎo)致三相負(fù)載失衡。三、配網(wǎng)格局的不合理性以及在配電變壓器改造過程中的投入不足,樹線之間的矛盾等。四、抄表人員失誤而導(dǎo)致拆分臺(tái)區(qū)時(shí)用戶分格的不均勻,進(jìn)而導(dǎo)致部分區(qū)域供電量不足。五、有關(guān)工作人員缺乏責(zé)任意識(shí),在數(shù)據(jù)測(cè)量工作中沒有進(jìn)行測(cè)量環(huán)節(jié),且不規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn),搭載分配不合理,隨意搭接最終導(dǎo)致三相負(fù)載不平衡現(xiàn)象。

    三、配電變壓器三相負(fù)載失衡對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行的影響

    首先,三相負(fù)載的失衡會(huì)出現(xiàn)出現(xiàn)電壓分量比如零序,負(fù)序和中序,當(dāng)設(shè)備受到不平衡電壓時(shí),正負(fù)序兩種電壓會(huì)形成相反的磁場(chǎng),并且彼此制動(dòng),但由于正序磁場(chǎng)強(qiáng)度較強(qiáng),因此電動(dòng)機(jī)仍會(huì)按照一定的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行同樣也會(huì)受到負(fù)序磁場(chǎng)的干擾,進(jìn)而使得電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率下降。其次三相負(fù)載失衡會(huì)增加對(duì)于配網(wǎng)線路能量耗損,具體可能存在兩種方式的影響:首先會(huì)導(dǎo)致低壓線路的耗能量增加,其次是高壓線的耗能增加。在電網(wǎng)運(yùn)行過程中電流會(huì)由于阻抗的原因,而在線路某一段發(fā)生一定的能量損耗,這種情況屬于供電過程中的一種正?,F(xiàn)象,但當(dāng)三相負(fù)載失衡時(shí),配網(wǎng)中線段會(huì)產(chǎn)生一定的電流,并且電能耗損會(huì)隨著電流量增加而不斷的提高,因此使得整個(gè)線路電能耗損增加,配電變壓器的繞阻是根據(jù)負(fù)載狀態(tài)下的正常運(yùn)行情況而設(shè)計(jì)的,繞組的形式與各個(gè)相額定容量保持一致,當(dāng)各相的容量對(duì)變壓器最大允許力形成限制時(shí),當(dāng)三相負(fù)載失衡會(huì)導(dǎo)致變壓器出力適當(dāng)降低,而且三相負(fù)載失衡下三相負(fù)載中最大相輸出量會(huì)低于額定容量,各相的輸出量總和是變壓器的輸出的實(shí)際容量。此外,配電變壓器在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生零序電流,而且受不平衡狀態(tài)的影響,這種零序電流的情況會(huì)越來越嚴(yán)重。在變壓器運(yùn)行過程中如果產(chǎn)生零序電流,則會(huì)導(dǎo)致鐵芯發(fā)生零序通,經(jīng)過鋼構(gòu)件,零序電流會(huì)通過鋼構(gòu)件并由于鋼構(gòu)件較低的導(dǎo)磁率,進(jìn)而產(chǎn)生渦流損耗的的現(xiàn)象,同時(shí)鋼構(gòu)件會(huì)出現(xiàn)局部溫度升高的現(xiàn)象,將促進(jìn)變壓器繞組結(jié)構(gòu)的老化,減少使用壽命。在配網(wǎng)中,當(dāng)變壓器三相負(fù)載失衡其中的一相或兩相也會(huì)出現(xiàn)不平衡的狀態(tài),進(jìn)而導(dǎo)致某段線路電壓急劇升高,供電的質(zhì)量降低,會(huì)給人們?nèi)粘S秒妿硪欢ǖ挠绊?,同時(shí)還會(huì)損壞或燒斷線路造成大面積停電。

    四、對(duì)配電變壓器參加不在不平衡的思考

    (一)強(qiáng)配電網(wǎng)的日常管理工作

    有關(guān)部門需要加強(qiáng)對(duì)于配電變壓器日常檢測(cè)以及維護(hù)管理工作,安裝靈敏度較好,性能較好的檢測(cè)設(shè)備,定期對(duì)變壓器進(jìn)行測(cè)量,以及三相變壓器是否失衡的檢測(cè),選擇合理的中性線截面,避免由于截面過小而導(dǎo)致三相失衡現(xiàn)象。需要組織專業(yè)的工作人員定期對(duì)變壓器進(jìn)行檢查,注意實(shí)際使用情況是否與其圖紙?jiān)O(shè)計(jì)一致,在檢查過程中如果發(fā)現(xiàn)異常,需要及時(shí)向上級(jí)部門反應(yīng),并做相應(yīng)的更新調(diào)整。每個(gè)月需要對(duì)負(fù)載情況進(jìn)行測(cè)試以防后期發(fā)生三相失衡的情況,還需要加強(qiáng)監(jiān)督控制,實(shí)時(shí)掌握各個(gè)地區(qū)線路的負(fù)荷情況,根據(jù)地方提供的供電情況,對(duì)配電運(yùn)行管理制度進(jìn)行完善,強(qiáng)化供電與用電的監(jiān)督管理工作。

    (二)科學(xué)的選擇無功補(bǔ)償?shù)姆绞?/p>

    無功補(bǔ)償主要是為了能夠維持配電網(wǎng)的穩(wěn)定性,降低電能不必要的損耗,提高供電質(zhì)量。在三相失衡時(shí)可以采取無功補(bǔ)償方式減少失衡率,無功補(bǔ)償需要遵循調(diào)整電壓和分級(jí)就地平衡的原則,可以利用不同的無功補(bǔ)償相結(jié)合的方式。利用該補(bǔ)償方式對(duì)運(yùn)行電路的電壓,負(fù)荷功率進(jìn)行有效控監(jiān)視,能夠減少變壓器不必要的損耗。

    (三)平衡配電變壓器三相負(fù)載

    需要定期對(duì)變壓器的出線以及分支部位測(cè)量,使用性能較好的電流表對(duì)各項(xiàng)以及中線電流進(jìn)行監(jiān)視測(cè)量,一旦發(fā)現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)值相差過多的情況需要立即對(duì)三相電和進(jìn)行調(diào)整,做好用電記錄以及漏電情況的記錄,將三相不平衡負(fù)載調(diào)整到四平衡之后,也就是能夠?qū)⒆冏杵鞯牡蛪撼隹趥?cè),計(jì)量點(diǎn),主干線,各支路進(jìn)行平衡,結(jié)合用戶的實(shí)際用電情況進(jìn)行調(diào)整。用電量同一個(gè)梯度可以分配至各個(gè)相,從而達(dá)到平衡三相負(fù)載的目的。比如可以使用三相斷電保護(hù)器,該保護(hù)器再給用戶供電過程中如果沒有電流通過時(shí),保護(hù)器會(huì)自動(dòng)切斷電源,減少三相不平衡的發(fā)生率。

    此外,將配電變壓器的低壓側(cè)中性點(diǎn)接地之后,或者說正常變壓器運(yùn)行中只有變壓器中性點(diǎn)一個(gè)接地點(diǎn),并未構(gòu)成回路,這種情況下三相也是處于平衡狀態(tài)的,不會(huì)有接地電流通過,當(dāng)線路或設(shè)備發(fā)生接地故障時(shí),此時(shí)兩個(gè)接地點(diǎn)會(huì)通過地面形成通路,從而產(chǎn)生接地短路電流,這種情況下保護(hù)動(dòng)作跳閘。據(jù)檢測(cè)當(dāng)一相接地后,通過接地點(diǎn)的電流為一相對(duì)地電容電流的3倍左右。在配電變壓器處,將控制低電壓線路的接觸器出線側(cè)的中性線斷開,將取下的熔斷器芯裝在某一相后,用鉗形電流表檢測(cè)該相是否有電流通過,所測(cè)電流為該相的漏電電流,利用這種方法可以檢查其余漏電相的漏電電流。

    五、小結(jié)

    總而言之,配電變壓器三相負(fù)載是否注意平衡狀態(tài)對(duì)配網(wǎng)正常運(yùn)行起來十分重要的影響,在配電變壓器三相失衡過程中,有多種原因可能導(dǎo)致這種現(xiàn)象的發(fā)生,會(huì)給用戶以及工廠生產(chǎn)帶來不便的,同時(shí)還會(huì)影響供電的質(zhì)量,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成一些安全事故的發(fā)生。因此,有關(guān)工作人員需要提高責(zé)任意識(shí),加強(qiáng)對(duì)于配電變壓器三相負(fù)載的日常監(jiān)測(cè)和維護(hù)管理工作,從而能夠盡量減少三相負(fù)載不平衡現(xiàn)象的發(fā)生。

    參考文獻(xiàn)

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    [2]閆志強(qiáng), 雷霞, 何建平,等. 三相不平衡對(duì)配電變壓器損耗影響的研究[J]. 電測(cè)與儀表, 2017年第54期(16):43-49.

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