一、原因
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(qū)分開來,才能快速處理。
(一)、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。
(二)、接地故障:當線路一相斷線并單相接地時,雖引起三相電壓不平衡,但接地后電壓值不改變。單相接地分為金屬性接地和非金屬性接地兩種。金屬性接地,故障相電壓為零或接近零,非故障相電壓升高1.732倍,且持久不變;非金屬性接地,接地相電壓不為零而是降低為某一數值,其他兩相升高不到1.732倍
(三)、諧振原因:隨著工業(yè)的飛速發(fā)展,非線性電力負荷大量增加,某些負荷不僅產生諧波,還引起供電電壓波動與閃變,甚至引起三相電壓不平衡。
諧振引起三相電壓不平衡有兩種
一種是基頻諧振,特征類似于單相接地,即一相電壓降低,另兩相電壓升高,查找故障原因時不易找到故障點,此時可檢查特殊用戶,若不是接地原因,可能就是諧振引起的。
另一種是分頻諧振或高頻諧振,特征是三相電壓同時升高。
另外,還要注意,空投母線切除部分線路或單相接地故障消失時,如出現接地信號,且一相、兩相或三相電壓超過線電壓,電壓表指針打到頭,并同時緩慢移動,或三相電壓輪流升高超過線電壓,遇到這種情況,一般均屬諧振引起。
二、三相電壓不平衡產生的危害
1、增加配電變壓器和電能損耗
配電變壓器是低壓電網的供電主設備,當其在三相負載不平衡工況下運行時,將會造成配變損耗的增加。在三相四線制供電網絡中,電能損耗與通過電流的平方成正比。當三相負載不平衡運行時,中性線即有電流通過。這樣不但相線有損耗,而且中性線也產生損耗,從而增加了電網線路的損耗。
2、降低電動機效率
由于不平衡電壓存在著三個電壓分量,當不平衡的電壓輸入電動機后,負序電壓產生旋轉磁場與正序電壓產生的旋轉磁場相反,從而起到制動作用。但由于正序磁場比負序磁場要強得多,電動機仍按正序磁場方向轉動。而由于負序磁場的作用,會減少電動機輸出功率,從而降低電動機效率。
3、產生零序電流
配變在三相負載不平衡工況下運行,將產生零序電流,該電流將隨三相負載不平衡的程度而變化,不平衡度越大,則零序電流也越大。運行中的配變若存在零序電流,則其鐵芯中將產生零序磁通,即零序電流的存在也會增加配變的損耗。
4、影響設備安全運行
三相不平衡將導致電壓,輸出電流不同,負載重的一相電壓降低,而負載輕的一相電壓升高,就容易造成電壓高的一相接帶的用戶用電設備燒壞,而電壓低的一相接帶的用戶用電設備則可能無法使用。所以三相不平衡運行時,用電設備的安全運行將得不到保障。