谈谈农村低压电网三相负荷不平衡

电力18讯：    作者：河南省洛阳供电公司 宋景明 河南省伊川电业局 张弘廷
    农村低压电网三相负荷不平衡，是一个常谈常新的课题，过去我们从影响低压线损的角度讨论的较多。本文拟从农村低压电网三相负荷不平衡的危害、形成和改善三个方面谈一点认识，与各位从事农电工作的专家商榷，供各位同仁参考。

    一、农村低压电网三相负荷不平衡的危害

    （一）危及队伍稳定
    农村低压电网三相负荷不平衡，导致线损（低压线损、配变损失和10kV线路损失）增加人人皆知，但如果说“危及农电工队伍的稳定”听起来好像有点吓人。那么，我们如果看一看目前普遍实施的农村线损管理、考核办法（低压线损承包制或线损指标考核制），再看看农村电网现状（自1998年农网改造至今已八年多，线路设备逐渐老化，导线半径相对偏小普遍存在）和一味追求所谓的一流指标……，就不会觉得是夸大其词了吧。
    （二）危害电气设备
    1、降低配变寿命   
    大家知道当变压器在三相平衡负载下运行时：Iu=Iv=Iw=I，Qu＋Qv＋Qw=3I2R；但变压器在不平负衡负载下运行确存在诸多危害，对配变的危害主要有：
    ①假设变压器在最大不平负衡负载下运行，即Iu=3I时，变压器负荷相电流是在平衡负载下运行的3倍。此时，很可能造成变压器绕组和变压器油的过热。绕组过热，绝缘老化加快；变压器油过热，加速油质劣化，变压器的绝缘性能迅速降低。随之带来的是配变寿命的降低（有资料显示变压器温度每升高8℃，使用年限将缩短近50%），变压器长期在不平负衡负载下运行还可能造成绕组烧毁。
    ②在三相负荷载不平衡条件下运行的变压器，必然会产生较大零序电流，而变压器内部零序电流，势必在铁心中产生零序磁通，零序磁通在变压器的油箱壁或其他金属构件中构成回路。但配电变压器的这些金属构件均为非导磁部件，则由此引起的磁滞和涡流损耗使这些部件发热，致使变压器局部金属件温度异常，严重时将导致变压器运行事故。
    2、导致6~10kV线路跳闸增加
    我们知道6~10kV线路主保护多为过流保护，当低压电网三相负荷严重不平衡时，将引起6~10kV某相电流过大，线路过流保护动作跳闸，导致停电次数增加，同时变电站的开关设备频繁动作也将降低其使用寿命。
    3、烧断低压导线或烧毁低压设备
    ①烧断低压导线：在三相四线制系统中，理想状态是负荷平均分配到三相上，即每相的电流为I，中性线电流为零。假设在最大不平衡时，即某相为3I，另外两相为零时，中性线电流也为3I，也就是说线路在最大不平负衡载下运行时，线路的相电流是在平衡负载下运行的3倍。由发热量Q＝0.24I2Rt，知电流增为3倍，发热量增9倍，最大电流相导线温度直线上升，致使导线连接处、薄弱处烧断，酿成线路断线事故。同理，由于三相负荷严重不平衡造成中性线电流增大（中性线导线截面一般应按相线截面的50%~70％选择），严重发热，直至烧断。
    ②烧毁低压设备：我们知道低压配电屏配置的电气设备过载能力都较低，加上导线与设备的连接不规范，由于三相负荷不平衡造成空气断路器或交流接触器动作造成停电，甚至重负荷相损伤、整机损坏等后果。
    3、影响客户的生产、生活质量
    三相负荷不平衡，一旦一相或两相畸重，必然引起线路中的电压变化，降低电能质量，影响用户的生产、生活质量。这些众所周知的道理，在此就不必赘述了。
    4、降低企业的效益  影响企业声誉
    供电企业“供电到户，抄表到户、收费到户、服务到户”后，农村低压电网资产全部由供电企业运行维护、检修和更换。由于农村低压电网三相负荷不平衡造成线损电量增加、低压配电装置损坏和变压器烧毁、线路烧断等线路设备故障的发生，不但增加企业的供电成本，而且更换设备、停电检修增加停电，既降低供电企业的经济效益，又影响供电企业的声誉，同时，随着人们法律意识的增强，临时停电给农村养殖户造成较大的经济损失时，一经诉讼至法庭，赔偿少则十几万，多则几十万在所难免。
    农村低压电网三相负荷不平衡危害如此之严重，危及如此之广，那么形成的原因有哪些呢？

    二、形成三相负荷不平衡的原因

    农村低压电网三相负荷失衡的原因，站在不同的角度，可能会找出不同的原因，但归结起来主要原因有三。
    首先是农网改造规划设计的原因。回过头来看，“两改一同价”