王文光
（北京市昌平供电公司运检部物资仓库（管厂路）北京102200）
摘要：目前，在农村居民区低压三相四线制供电线路中，存在配变供电区域大、线路长、负荷分散等问题，其大多数居民为生活用电，有少数为小型工副业和农业生产用电。正是由于这种单相负荷居多，三相负荷少的用电现象，加上单相负荷分配不均和投入时间的不同时，导致三相电流不平衡，使得电压质量下降，低压线路及变压器损耗增加，这是农村低压电网存在的突出问题，也是供电企业急需要解决的一个重要问题。基于此，本文就针对配电变压器三相负荷不平衡问题的危害及其防治措施进行了简要分析。
关键词：配电变压器；三相负荷不平衡；治理
1配电变压器三相负荷不平衡的概述
配电变压器发生三相负荷不平衡既与用户负荷特性、使用时间有关，同时也与电力系统的规划、负荷分配有关。在农网系统中，由于用户多为单相负荷或单、三相负荷混用，并且千家万户电器不同、负荷不同、用电时间不同，所以造成配电变压器三相不平衡的现象难以避免。三相负荷简单来说就是使用三根相线，让配电变压器进行工作，做功。三相负荷又分为三相负荷平衡和三相负荷不平衡，当三相负荷平衡的时候电流比较相近，能够实现低损耗率和安全。而三相负荷不平衡是三条输电线路的电流不统一，在输送电能的时候很高的线损率并有引发火灾的危险。
2配电变压器三相负荷不平衡带来的危害
2.1对配电变压器的危害
在配电设计时，负荷平衡运行工况是其绕组结构设计的依据，在性能上基本保持一致，各相额定容量也相同。每相额定容量会限制配电变压器的最大允许输出功率，如果配电变压器的运行工况属于三相负荷不平衡的状态，对于负荷轻的一相而言容量还有富余，进而减少了配电变压器的出力。三相负荷的不平衡度会影响到配电的出力减少程度，二者成正比例关系，即配电出力减少会随着三相负荷不平衡的增大而增多。因此，配电变压器在运行时如果处于三相负荷不平衡的状态，其输出容量就难以达到额定值，进而减少其备用容量，最终导致其过载能力降低。在实际生活、生产中，三相负荷分配与用户增容具有随意性，因此配电变压器三相负荷不平衡的情况时有发生，造成配电变压器运行状态不对称，并且还会导致零序电流过大，基于这一运行状态的配电变压器，其供电效率会有所降低，导致配电变压器局部金属配件温度过高，严重情况下甚至会烧毁配电变压器的单相或零线，进而导致用户电气烧毁，造成不可估量的损失。
2.2对用电设备的危害
配变是根据三相负荷平衡运行工况设计的，其每相绕组的电阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。当配变在三相负荷平衡时运行，其三相电流基本相等，配变内部每相压降也基本相同，则配变输出的三相电压也是平衡的。假如配变在三相负荷不平衡时运行，其各相输出电流就不相等，其配变内部三相压降就不相等，这必将导致配变输出电压三相不平衡。同时，配变在三相负荷不平衡时运行，三相输出电流不一样，而中性线就会有电流通过。因而使中性线产生阻抗压降，从而导致中性点漂移，致使各相相电压发生变化。如果电压不能维持在到稳定水平的情况下，可能因为负荷两端电压不稳，对用电器造成影响，比如说电压高会发生损坏，不能正常工作则有可能是因为电压过低。所以，在负荷不平衡的情况下运行将给设备造成影响，使其不能够正常运行。
2.3对电动机的危害
在三相负荷不平衡的工况下，配电变压器的运行还会导致电压三相不平衡。因为电压不平衡存在三个电压分量，即正序、负序以及零序，如果电动机输入了不平衡的电压，那么负序电压就会产生与正序电压相反的旋转磁场，就会对其产生限制。然而正序磁场会大大强于负序磁场，因此电动机的转动仍然按照正序磁场的方向。因为负序磁场具有的制动效果，就会降低电动机的输出功率，进而降低电动机效率。此外，电动机的温升与无功损耗也会受到三相电压的不平衡度的影响，二者成正比例关系。因此，如果在三相电压不平衡工况下运行电动机，其经济性与安全性是会受到一定的影响的。
3三相负荷不平衡的原因
3.1管理方面的原因
对配电变压器三项负荷不平衡的问题没有给予足够的重视，也没有制定相应的考核管理办法，对其进行管理时，具有一定的盲目性、随意性；运维人员对配电变压器三项负荷的管理也比较放松，所以导致变压器长期处于三项负荷不平衡的状态。
3.2电网架构的问题
对于电网架构的改造不够彻底，电网结构一直相对比较薄弱，运行的时间也比较长。另外，单相低压线路的问题一直没有得到改善，而且线路都是动力和照明的混合，用户的单相用电设备较多，这些设备的功率都较大，使用时多采用单相的电源，使用的几率也不一致，从而导致配电变压器容易处于三项负荷不平衡的状态，同时，还增加了管理的难度。
4配电变压器三相负荷不平衡的防治措施
4.1加强对中性线电流进行定期的测量
可以建立一个中性线电流的测量制度，对不同的电压器，测量的次数也不同。对于100kVA及其以下的变压器，每个月至少测量一次三相电流和中性线电流，而且测量时要选取在高峰负荷时段进行测量。对于100～200kVA的配电变压器，每个月至少测量两次三相电流和中性线电流，而且测量时要选取在高峰负荷和低谷负荷时段进行测量。对于500kVA以上的配电变压器，每个月至少测量三次，而且测量时要选取在高峰负荷、平段负荷、低谷负荷时段进行测量，测量时还要考虑季节性的特点，在旺季时可以增加一次测量。对测量结果进行准确的测量，如果发现其不平衡时，要及时进行调整。
4.2进行配电变压器的合理规划和设计
对配电变压器的三相负荷进行控制，是一项系统性的工作，它的过程也比较复杂。首先要做的就是，要对配电变压器进行合理的规划和设计，对负荷进行合理的预测，对申报的负荷资料进行合理的统计和分析，要对资料中涉及的用电户数、负荷大小、用电性质、生产班次等进行排列，对这些资料进行合理的分析，通过分析结果，确定配电变压器的位置、布线的方式，对其进行合理的设计，从而保证负荷的平衡，从源头上做到均匀分配。
4.3改变公用变压器的接线柱方式
公用变压器的性质会导致负荷的变化无常，这是因为变压器的接线柱以及设备线夹会受温度的影响，并且影响的力度较大。为了改善这种状况，要改变变压器的接线柱的方式，对公用变压器的出现导线采用液压式压接鼻，这样就消除了温度对设备夹的影响，在接线柱上采用握手线夹，就会增加接线柱的接触面积，从而避免了变压器接线柱故障的出现，同时减少了线路损失，保证了配电网的安全运行。
4.4选择合理的中性线截面
之前，中性线截面的选择一般都偏小，这会造成不良的后果，是一种极不可取的方式。为了有效的降低中性线上电能的损耗，避免中性线被烧断，在选择中性线截面时，要保证其接近或者等于相线的截面。
结语
总之，电力是保生产、促发展的关键，随着我国经济建设水平的不断提高，我国的用电量日益增大，用电的负荷不断提高，配电变压器的三相不平衡问题普遍存在，严重危害配电设备的额安全稳定运行。据此，我们要深入认识配电变压器三相不平衡的危害所在，根据不同配网实际，选择适合本地配网降损及三相不平衡率的综合方案，以取得更高的社会效益和经济效益。
参考文献：
[1]吕忠民、郭占杰，三相负荷不平衡对线损的影响[J]，科技创新导报，2015
[2]何延辉.配电变压器三相负荷不平衡对线损率的影响[J].电子制作，2015.