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三相負荷不平衡產生的危害
發表時間: 2020/9/12│ 瀏覽次數:3709
增加線損
        在低壓配電網中,電流通過線路導線時產生的電能損耗與通過電流的平方成正比,即△P=I2R。
        假設3相線路及零線電阻相等,功率因數等于1,在負荷平衡時,三相電流Ia=Ib=Ic=I,Io=0,總線損△p=Ia2R+Ib2R+Ic2R+Io2R= 3I2R+O= 3I2R。
        當三相負載最大不平衡時,假設BC兩相沒有電流,此時總線損為:△P=(3I)2R+O+O+(3I)2R=18I2R。最大線損是平衡時的6倍。

可能造成燒斷線路、燒毀開關設備的嚴重后果
        配變在最大不平衡狀態下運行時,電流升高3倍,按公式Q= 0.24I2Rt計算,此時線路發熱量增加了9倍,可能造成該相導線溫度直線上升,以致燒斷,嚴重影響供電的可靠性。特別是中性線導線,因其截面一般是相線截面的50%或更小,加上接頭質量不好,使導線電阻增大。中性線燒斷的幾率更高。

增加配電變壓器的電能損耗
        變壓器的損耗包括空載損耗和負荷損耗。正常情況下變壓器運行電壓基本不變,即空載損耗是一個恒量。而負荷損耗則隨變壓器運行負荷的變化而變化,且與負荷電流的平方成正比。

產生零序電流
        在三相負荷不平衡運行下的變壓器,必然會產生零序電流.而變壓器內部零序電流的存在,會在鐵芯中產生零序磁通,這些零序磁通就會在變壓器的油箱壁或其他金屬構件中構成回路。但配電變壓器設計時不考慮這些金屬構件為導磁部件,則由此引起的磁滯和渦流損耗使這些部件發熱,致使變壓器局部金屬件溫度異常升高,嚴重時將導致變壓器運行事故。

增加高壓線路的線損
        低壓側負荷平衡時,高壓側也平衡,其線損為△P=3I2R。
        當低壓側不平衡時(以發生最大不平衡為例),反應到高壓側最大負荷相電流為1.5I,其它兩相為0.75I。最大功率損耗為:△P=2(0.75I)2R+(1.5I)2R=3.375I2R =1.125(3I2R),即線損增加了1.125(3I2R)一(3I2R)=0.125,即12.5%。

可能造成燒毀變壓器的嚴重后果
        三相負載最大不平衡時,最大變損是平衡時的3倍。超載過多,可能造成繞組和變壓器油的過熱。繞組過熱,絕緣老化加愧變壓器油過熱,引起油質劣化,迅速降低變壓器的絕緣性能,減少變壓器壽命,甚至燒毀繞組。

配變出力減少
        配變的最大允許出力受到每相額定容量的限制。當配變處于三相負載不平衡工況下運行,負載輕的一相就有富余容量,從而使配變的出力減少。三相負載不平衡越大,配變出力減少越多,其輸出的容量無法達到額定值,備用容量亦相應減少,過載能力也降低,且極易引發配變發熱,嚴重時甚至會造成配變燒損。

電動機效率降低        
        三相負載不平衡運行時,通常會引起電壓不平衡,也即存在正序、負序、零序三個電壓分量,這將使電動機出力減少。如果電動機中性線接N線,零序電流通過電動機繞組將會消耗電能,引起發熱,且消耗較大的無功功率。

電能質量下降
        三相負荷嚴重不對稱,中性點電位就會發生偏移,線路壓降和功率損失就會大大增加。接在重負荷相的單相用戶易出現低電壓,而接在輕負荷相的單相用戶易出現電壓偏高,可能造成電器絕緣擊穿、縮短電器使用壽命或損壞電器。
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