配电变压器三相负荷不平衡运行的管理

电力18讯：    摘要：本文主要针对配电变压器三相负荷不平衡的现状，分析产生的原因，针对原因制定了改善措施。

关键词：配电变压器　三相负荷　不平衡运行　管理

碾子山供电局城区现有配电变压器193台，总容量25305kVA。近几年来，由于配电变压器三相负荷不平衡，运行中出现问题较多，主要表现在：部分变压器运行不经济、变压器故障率高，个别接点频繁过热烧损，个别台区电压变化大，烧损用户设备。2001年，碾子山供电局对城区所有配电变压器的负荷进行了测量，结果表明，三相电流不平衡度不合格的占35％、不平衡度超过25％的变压器占15％，最高的达到75％。

1　变压器负荷不平衡对系统的影响

1.1　增加线损

配电变压器三相负荷不平衡时，线损增加表现在两部分：一是增加配电变压器损耗；二是增加线路损耗。

以低压线路增加的损耗，按照三种情况来分析(三相不平衡度为r)：

①一相负荷重、一相负荷轻，第3相为平均负荷：

单位长度线路上的功率损耗为：P1=3I2R+8r2I2R

当三相平衡时，P=3I2R，

两者相比，

规程规定：不平衡度r应不大于20％，经计算当r=0.2时，k=1.11，即由于三相不平衡所引起的线损增加11％，当r=100％时，k=3.67，测算出线损增加2.67倍。

②一相负荷重、两相负荷轻:

则k=1+2r2

当r=200％，经测算线损增加8倍。

③一相负荷轻、两相负荷重：

则k=1+20r2

当r=0.2时，k=1.8，计算得三相不平衡所引起的线损增加80％。

当r=50％，k=6，计算得线损增加5倍。

在2001年，碾子山供电局线损测算中统计显示，受变压器负荷电流不平衡度影响，低压线路损失电量增多，变压器本身损失增加，使系统损耗增加。

1.2　降低变压器的利用率，威胁安全运行

配电变压器的额定容量是按每相绕组设计的，当配电变压器在三相负荷不平衡状态下运行时，变压器负荷高的那相时常出现故障，如缺相、接点过热、个别密封胶垫劣化等。仅2001年，由于变压器负荷不平衡造成停电修理，占总数73％，造成变压器不正常运行达百余小时。

同时，配电变压器在三相负荷不平衡状态下运行，在低压侧产生零序电流。对于Y/Y0接线的配电变压器来说，变压器高压侧无中性线，高压侧不可能有零序电流，低压侧零序电流产生的零序磁通不能抵消。所以，零序磁通只能由配电变压器的油箱壁及钢铁构件中通过，磁滞和涡流在钢铁构件内发热，造成配电变压器散热条件降低，温升增高，严重时损坏变压器绝缘，烧损配电变压器。

1.3　对用电设备的影响

当配电变压器三相负荷不平衡运行时，中性点将产生位移，偏移严重时单相电压可能升高到线电压。如果线路接地保护不好，中性线电流产生的电压严重危及人身安全。同时电流不平衡会造成单相设备不能正常用电，或过电压烧损用户设备。

2001年，碾子山供电局在电压异常情况处理中，发现因为变压器三相电流不平衡造成的占56％，其中造成用户单相设备烧损的就有12次，损失4.7万元。

1.4　变压器三相负荷不平衡对系统电压的影响

变压器在三相负荷不平衡运行时，由于变压器绕组压降不同，出口电压不均衡，用户端电压更是三相偏差较大，电压质量得不到保障。

2　影响变压器三相负荷不平衡的原因

根据我局低压配电网的现状及多年来的运行、管理经验，造成配电变压器三相负荷不平衡运行的主要原因是：

2.1　管理上存在薄弱环节

由于对配电变压器三相负荷不平衡的运行管理重视不够，一直没有一个考核管理办法，对配电变压器三相负荷的管理带有盲目性、工作随意性，以至于使运行、维护人员放松了对配电变压器三相负荷的管理，致使大多数配电变压器长期在三相负荷极不平衡状态下运行。

2.2　单相用电设备影响

由于线路大多为动力、照明混载。而单相用电设备使用的同时率较低，用户横向用电差异较大，经常会造成配电变压器三相负荷的不平衡，并给管理增加了难度。

2.3　电网格局不合理的影响

低压电网结构薄弱，运行时间较长，改造投入不彻底，单相低压线路是台区的主网架问题，一直得不到有效根治。

其次居民用电大多为单相供电，负荷发展时无序延伸，造成台区三相电流不平衡无法调整。对于这样的低压网络必须投入较大的资金，彻底解决低压网布局，增加低压四线的覆盖面积，对线损、电压质量、供电可靠性、供电安全等都有很大改善效果。

2.4　临时用电及季节性用电影响

临时用电和季节性用电都有一定的时间性，用电增容不收费后，大棚在生产季节，单相水泵应用较多，而又分布极为分散，用电时间不好掌握，同时由于在管理上未考虑其三相负荷的分配问题，又未能及时监测、调整配电变压器的三相负荷，它的使用和停电，对配电变压器<