【摘要】本文主要針對(duì)城區(qū)老舊小區(qū)及幾個(gè)規(guī)劃布局較落后城中村的配電變壓器三相負(fù)荷不平衡的現(xiàn)狀，分析產(chǎn)生的原因，并針對(duì)原因制定了相應(yīng)解決和改善的措施方案。

【關(guān)鍵詞】配電變壓器；三相負(fù)荷；不平衡運(yùn)行；管理

低壓運(yùn)檢班現(xiàn)有管轄配電變壓器1162臺(tái)，總?cè)萘?41100kVA。近幾年來(lái)，由于老舊小區(qū)和部分城中村負(fù)荷增加較快，低壓線路網(wǎng)架布局不合理，大修改造跟不上負(fù)荷增長(zhǎng)速度加上用戶側(cè)用電管理的缺位造成配電變壓器三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行，因三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行所帶來(lái)的問(wèn)題較多，主要表現(xiàn)在：部分變壓器運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)、變壓器故障率高，低壓配電箱總?cè)蹟嗥黝l繁過(guò)熱燒損，部分中性線燒斷造成中性點(diǎn)偏移，臺(tái)區(qū)電壓三相變化大，用戶的空調(diào)、冰箱、電視機(jī)等家用電器不能正常工作，甚至造成了一些用戶用電設(shè)備的損壞。2010年，通過(guò)配變負(fù)荷在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)管轄范圍內(nèi)的655臺(tái)配電變壓器的負(fù)荷進(jìn)行了在線測(cè)量，測(cè)量結(jié)果表明，三相電流不平衡度不合格的占28.35%、不平衡度超過(guò)25%的變壓器占15%，不平衡度最高的達(dá)到74.14%。規(guī)程規(guī)定：配變出線端三相負(fù)荷電流的不平衡率不大于10%，低壓干線及主要支線始端三相電流的不平衡率不大于20%。

一、配電變壓器三相負(fù)荷不平衡的危害

1.增加了的線損

一般要求，配變出線端三相負(fù)荷電流的不平衡率不大于10%，低壓干線及主要支線始端三相電流的不平衡率不大于20%。目前農(nóng)村單相負(fù)荷占電力負(fù)荷較大的比例，低壓線路雖為三相四線制，但由于單相負(fù)荷未均衡分配到三相線路上，再加上照明線路多采用單相二線制供電，按一般情況平均測(cè)算估計(jì)，單相負(fù)荷的線損可能增加2～4倍，由此可知，調(diào)整負(fù)荷平衡用電是降損的主要環(huán)節(jié)。

配電變壓器三相負(fù)荷不平衡時(shí)，線損增加表現(xiàn)在兩部分：一是增加配電變壓器損耗；二是增加低壓配電線路的損耗。

（1）配電變壓器的功率損耗主要包括空載損耗（俗稱鐵損）和負(fù)荷損耗（俗稱銅損）

在2012年，開(kāi)發(fā)區(qū)、城北市區(qū)兩個(gè)供電營(yíng)業(yè)所線損測(cè)算中統(tǒng)計(jì)顯示，受變壓器負(fù)荷電流不平衡度影響，低壓線路損失電量增多，變壓器本身?yè)p失增加，使系統(tǒng)損耗增加，造成市區(qū)兩所線損指標(biāo)上升的重要原因之一，因此我們?cè)谶\(yùn)行中應(yīng)盡量使配電線路各相負(fù)荷平衡。

2.降低變壓器的利用率，威脅安全運(yùn)行

配電變壓器的的三相繞組是按對(duì)稱運(yùn)行情況設(shè)計(jì)制造的，其每相繞組的的結(jié)構(gòu)性質(zhì)是一樣的，所以變壓器的最大出力只能按三相負(fù)荷中最大一相不超過(guò)額定容量為準(zhǔn)，當(dāng)配電變壓器在三相負(fù)荷不平衡狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，變壓器負(fù)荷高的那相時(shí)常出現(xiàn)故障，如缺相、接點(diǎn)過(guò)熱、低壓側(cè)總?cè)蹟嗥鳠龤?、個(gè)別密封膠墊劣化等，嚴(yán)重的燒毀配電變壓器，威脅設(shè)備的安全運(yùn)行。

同時(shí)，配電變壓器在三相負(fù)荷不平衡狀態(tài)下運(yùn)行，在低壓側(cè)產(chǎn)生零序電流。對(duì)于Y/Y0接線的配電變壓器來(lái)說(shuō)，變壓器高壓側(cè)無(wú)中性線，高壓側(cè)不可能有零序電流，低壓側(cè)零序電流產(chǎn)生的零序磁通不能抵消。所以，零序磁通只能由配電變壓器的油箱壁及鋼鐵構(gòu)件中通過(guò)，磁滯和渦流在鋼鐵構(gòu)件內(nèi)發(fā)熱，造成配電變壓器散熱條件降低，溫升增高，嚴(yán)重時(shí)損壞變壓器絕緣，燒損配電變壓器。

3.三相輸出電壓不平衡，對(duì)用電設(shè)備造成損害

當(dāng)配電變壓器三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行時(shí)，若中性點(diǎn)接地不符合要求時(shí)，中性點(diǎn)將產(chǎn)生位移，偏移嚴(yán)重時(shí)單相電壓可能升高到線電壓。如果線路接地保護(hù)不好，中性線電流產(chǎn)生的電壓嚴(yán)重危及人身安全。同時(shí)電流不平衡會(huì)造成單相設(shè)備不能正常用電，或過(guò)電壓燒損用戶設(shè)備；而且降低了三相電動(dòng)機(jī)的有功出力，由于三相負(fù)荷不平衡，引起的三相不平衡電壓存在正序、負(fù)序、零序三個(gè)電壓分量；當(dāng)電動(dòng)機(jī)接入后，負(fù)序電動(dòng)勢(shì)會(huì)產(chǎn)生起制動(dòng)作用的反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而降低了電動(dòng)機(jī)的有功出力。

二、影響變壓器三相負(fù)荷不平衡的原因

根據(jù)我所低壓配電網(wǎng)的現(xiàn)狀及多年來(lái)的運(yùn)行、管理經(jīng)驗(yàn)，造成配電變壓器三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行的主要原因是：

1.管理上存在薄弱環(huán)節(jié)

由于市區(qū)的低壓運(yùn)行管理和用電營(yíng)業(yè)管理是分開(kāi)管理的。受到人力和物力的影響線路運(yùn)檢班把工作的重點(diǎn)投入到了10KV線路及設(shè)備的改造和檢修中，低壓電網(wǎng)的建設(shè)和管理沒(méi)有得到足夠的投入，致使許多老舊以單相供電的低壓線路沒(méi)有得到較好改造，是產(chǎn)生三相負(fù)荷不平衡的重要原因之一，用電營(yíng)業(yè)管理?yè)?dān)負(fù)著整個(gè)供電局50%左右的電費(fèi)回收任務(wù)，對(duì)表后用戶側(cè)三相負(fù)荷不平衡的運(yùn)行管理重視不夠，平時(shí)員工的工作傾向于電費(fèi)回收率上，對(duì)用戶側(cè)的三相負(fù)荷的管理帶有盲目性、工作隨意性，以至于使運(yùn)行、維護(hù)人員放松了對(duì)配電變壓器用戶側(cè)三相負(fù)荷的管理，致使一部分配電變壓器長(zhǎng)期在三相負(fù)荷極不平衡狀態(tài)下運(yùn)行。

2.單相大容量用電設(shè)備影響

由于線路大多為動(dòng)力、照明混載。而某一相單相大容量用電設(shè)備使用的同時(shí)率較較高，用戶橫向用電差異較大，經(jīng)常會(huì)造成配電變壓器三相負(fù)荷的不平衡，并給管理增加了難度。

3.電網(wǎng)格局不合理的影響

低壓電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱，運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，改造投入不徹底，單相低壓線路是臺(tái)區(qū)的主網(wǎng)架問(wèn)題，一直得不到有效根治。

其次居民用電大多為單相供電，負(fù)荷增長(zhǎng)時(shí)無(wú)序延伸，造成臺(tái)區(qū)三相電（下轉(zhuǎn)第44頁(yè)）（上接第42頁(yè)）流不平衡無(wú)法調(diào)整。對(duì)于這樣的低壓網(wǎng)絡(luò)必須投入較大的資金，徹底解決低壓網(wǎng)布局，增加低壓四線的覆蓋面積，對(duì)線損、電壓質(zhì)量、供電可靠性、供電安全等都有很大改善效果。

4.城中村改造臨時(shí)基建用電影響

城中村改造臨時(shí)基建用電有一定的時(shí)間性，單相水泵、單相混凝土振動(dòng)泵應(yīng)用較多，而又分布極為分散，用電時(shí)間隨意性大，同時(shí)由于都屬于用戶產(chǎn)權(quán)在管理上往往都是沒(méi)有考慮其三相負(fù)荷的分配問(wèn)題，不能及時(shí)監(jiān)測(cè)、調(diào)整配電變壓器的三相負(fù)荷，它的使用和停電，對(duì)配電變壓器三相負(fù)荷的平衡都有較大的影響，特別是單相用電設(shè)備容量較大時(shí)，影響更大。

5.線路故障的影響

由于運(yùn)行維護(hù)及管理不當(dāng)或外力破壞等原因，低壓導(dǎo)線斷線，變壓器缺相運(yùn)行，修理不及時(shí)或現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)處理，都可能造成某相長(zhǎng)時(shí)間甩掉部分負(fù)荷，將會(huì)使配電變壓器處于不平衡狀態(tài)下運(yùn)行。

從上述分析可知，影響配電變壓器三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行的因素，既有主觀上的又有客觀上的，既有供電部門的又有用戶的。

三、防止變壓器三相負(fù)荷不平衡的措施

1.制定變壓器負(fù)荷不平衡的運(yùn)行管理制度

以變壓器電能計(jì)量考核箱抄見(jiàn)電量為基準(zhǔn)，按季度考核變壓器三相負(fù)荷不平衡度的情況。設(shè)立變壓器負(fù)荷管理的層級(jí)專項(xiàng)獎(jiǎng)罰。

利用配變?cè)诰€監(jiān)測(cè)系統(tǒng)每月至少進(jìn)行一次召測(cè)，特殊情況下（如高峰負(fù)荷期間，負(fù)荷變化較大時(shí)等）可增加測(cè)量次數(shù)，對(duì)配電變壓器負(fù)荷狀況做到心中有數(shù)，為調(diào)整配電變壓器負(fù)荷提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)。配電專業(yè)的有關(guān)管理人員應(yīng)定期或不定期的對(duì)配電變壓器三相負(fù)荷狀況進(jìn)行監(jiān)督性測(cè)量，掌握第一手材料，作為專業(yè)管理與考核的依據(jù)。

2.改造電網(wǎng)，增加低壓四線覆蓋密度，掌握三相負(fù)荷分布的動(dòng)態(tài)

結(jié)合城網(wǎng)、大修、技改等改造項(xiàng)目實(shí)施，合理設(shè)計(jì)電網(wǎng)改造方案。對(duì)用電量大的城中村建議優(yōu)先考慮采用居民三相四線表計(jì)供電，以便在以后的運(yùn)行中隨時(shí)調(diào)整負(fù)荷的方便性，如圖1所示。

配電變壓器設(shè)置負(fù)荷中心，供電半徑不大于300～500m，主干線、分支干線均采用三相四線制供電，如圖2所示。

5戶以上居民建議不采用單相供電，同時(shí)制定臺(tái)區(qū)負(fù)荷分配接線圖，做到任何一個(gè)用戶的用電改造接入系統(tǒng)，都受三相負(fù)荷平衡度的限制，避免改造的隨意性。通過(guò)了一年改造和調(diào)整到2011年5月，市區(qū)的配變?nèi)嘭?fù)荷在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)管轄范圍內(nèi)的655臺(tái)配電變壓器的負(fù)荷進(jìn)行了在線測(cè)量，測(cè)量結(jié)果表明，三相電流不平衡度不合格的只占7%、不平衡度超過(guò)25%的變壓器占3%，不平衡度最高的只有25.07%，根據(jù)對(duì)這些臺(tái)區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)查勘摸底發(fā)現(xiàn)，這些配變所在低壓臺(tái)區(qū)的城中村房屋拆建還沒(méi)有完成，還存在臨時(shí)基建用電較多，造成三相負(fù)荷調(diào)整困難。目前對(duì)這些配變采取的措施主要是加強(qiáng)日常監(jiān)測(cè)巡視和有異常的地方及時(shí)通知村里的維修電工加以調(diào)整，另一方面積極走訪市區(qū)問(wèn)題較為嚴(yán)重的城北區(qū)塊的3個(gè)城中村，了解村里的住房改建的現(xiàn)狀，城中村的用電負(fù)荷中心，并向村里領(lǐng)導(dǎo)班子提供的低壓電網(wǎng)建設(shè)改造的建議，在低壓電網(wǎng)建設(shè)改造的源頭把好了關(guān)。

3.加強(qiáng)供用電管理，確保變壓器三相負(fù)荷平衡

用電與配電應(yīng)密切配合。用戶的臨時(shí)用電，季節(jié)性用電情況，配電變壓器運(yùn)行人員都要及時(shí)掌握。尤其對(duì)有單相大容量設(shè)備申請(qǐng)用電，通過(guò)對(duì)需求側(cè)的管理，使配變?nèi)嘭?fù)荷不平衡度大幅度下降，配變的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行能力得到明顯增強(qiáng)。

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種科技手段不斷的應(yīng)用到我們的電網(wǎng)中來(lái)，今年國(guó)家啟動(dòng)了并加快了智能化電網(wǎng)的建設(shè)步伐，相信不久的將來(lái)，一個(gè)智能化的嶄新配電網(wǎng)將出現(xiàn)在我們面前，我們電網(wǎng)運(yùn)行管理中出現(xiàn)的難點(diǎn)問(wèn)題將迎刃而解。