在低壓配電中,不僅有三相用電設(shè)備,也有大量的單相和兩相用電設(shè)備;不僅有線性負(fù)載,也有非線性負(fù)載。由于大量的單相負(fù)載或者非線性負(fù)載存在,所以三相不平衡是非常常見的。在低壓配電中為了讓三相平衡,我們盡可能把單相負(fù)載按照功率及性質(zhì)均分在三相火線上。

我們通常所說的三相不平衡都是指三個火線中每根火線上所帶負(fù)載功率不一致。我們都知道功率的計算公式為:

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從功率計算公式可以看出,功率大小和電壓、電流、功率因素有關(guān)。三相電壓波動及偏差很小,幾乎可以認(rèn)為是不變的。一般三相線路中兩相設(shè)備占比少,所以三相功率因素也幾乎一致。所以可以通過監(jiān)測三相電流來判斷三相是否平衡。

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圖示:配電柜三相電路表

在低壓配電柜上,我們經(jīng)?梢钥吹饺齻電流表。從這三個電流表的數(shù)值就可以反映出三相功率是否平衡。實(shí)際上由于三相電流非常大,電流表不可能造那么大,所以配電柜上的電流表都是接在電流互感器上。

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圖示:母線排接電流表的互感器

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圖示:低壓配電柜系統(tǒng)圖中的電流互感器

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),三相配電線路要求電流不平衡度控制在10%以內(nèi),當(dāng)三相電路偏差超過10%就需要進(jìn)行處理。

當(dāng)三相不平衡時,我們要根據(jù)相應(yīng)的原因來選擇合適的處理方法。一般三相不平衡產(chǎn)生的主要原因有三相負(fù)荷分配不平均,接地故障,某相斷線,諧振,各相功率因素不一致等。

1. 三相負(fù)荷分配不均

我們都知道三相線路中有很大單相或者兩相負(fù)載,并且它們用電是一直波動的。這個一般是設(shè)計上的問題。

比如某宿舍樓一樓全部是A車間員工,并且采用A相火線;二樓全部是B車間員工,并且采用B相火線;三樓全部是C車間員工,并且采用C相火線。當(dāng)A車間下班時,一樓用電激增,而二樓和三樓用電卻很少。同樣,當(dāng)B車間下班時,二樓用電激增,而一樓和三樓用電卻很少。這樣就造成三相不平衡。那么我們可以把相同時間段下班的員工,分散安排在各層即可解決這個問題。

2. 接地故障/斷線

當(dāng)某一相出現(xiàn)接地故障或者斷線時,那么該相的電壓會下降非常多。三相電壓不平衡,那么電流自然也就不平衡了。

3. 諧振

隨著工業(yè)的飛速發(fā)展,非線性電力負(fù)荷大量增加,某些負(fù)荷不僅產(chǎn)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。這種情況就需要采用濾波器了。

4. 各相功率因數(shù)不一樣

現(xiàn)在三相線路中有很多兩相負(fù)載,比如單相380焊機(jī)等。它們的存在會造成各相功率因素不一樣,那么各相電流也會不一致。如果是這種原因?qū)е氯嗖黄胶,可以采用智能補(bǔ)償。它可以同時補(bǔ)償三相線路的功率因素,也可以單獨(dú)對某一相進(jìn)行功率補(bǔ)償。實(shí)際應(yīng)用表明,可使三相功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95以上,使不平衡電流調(diào)整到變壓器額定電流的10%以內(nèi)。

三相不平衡會造成中性線電流變大,中性線電位升高,線路損耗增加。特別是如果中性線斷線,就會造成某相電壓升高很多,某相電壓降低很多。電壓升高的一相上的負(fù)載會燒壞,電壓低的一相設(shè)備無法工作。

三相不平衡也會造成變壓器損耗的增加,因?yàn)榕潆娮儔浩鞯墓β蕮p耗是隨負(fù)載的不平衡度而變化的。三相不平衡也會造成三相電壓偏差變大,從而讓三相用電設(shè)備效率變低。