三相負荷不平衡的危害
(1)三相負荷不平衡影響設備的運行出力,發電機設備容量設計是按三相負荷條件來確定的,如果三相負荷不平衡,設備容量只能以三相負荷中最大一相為限,因此設備出力降低。
(2)三相負荷不平衡,中性線就有電流通過,低壓供電線路損耗增大。
(3)三相負荷不平衡,造成三相電壓不對稱,使中性點電位產生位移。三相中哪相負荷大,哪相電壓就降低,而負荷小的相電壓升高。為此,如果控制中性線電流不超過20%,則中性點位移不會造成三相電壓的嚴重不對稱。規程要求電流不平衡度β不得大于20%,計算公式為β=(Imax-Icp)/Icp×100%(式中Imax為最大電流,Icp為平均電流)。
(4)中性電流過大,使配電變壓器運行溫度升高,嚴重時會將變壓器燒壞。當中性線電流過大時,零序電流所產生的零序磁通會在油箱壁及鋼結構件中通過,引起較大的損耗,從而使配電變壓器運行溫度升高。絕緣油和絕緣材料長期受到高溫影響,變壓器壽命會縮短,嚴重的甚至燒壞。
(5)三相負荷不平衡造成三相電壓不平衡,影響電動機的輸出功率,并使繞阻溫度升高。三相電壓不平衡時,在異步電動機定子中便產生了一個逆序旋轉磁場,電動機在順逆兩序旋轉磁場的作用下運行,由于順序旋轉磁場比逆序旋轉磁場大,故電動機的旋轉方向仍與順序相同。逆序磁場的存在,產生了較大的逆序方向的制動力矩,使電動機輸出功率減小,又由于轉子阻抗小,產生逆序電流大,使繞組溫度升高,減小了電動機的使用壽命。異步電動機的轉矩與端電壓的平方成正比,電壓降低10%,轉矩降低19%,滿載時電流增加11%,溫度升高6%~7%。
(6)三相負荷不平衡,使有的相電壓高,另外的相電壓降低,這對照明中大量使用白熾燈也會產生不良影響,當端電壓降低5%時,其光通量將減少18%,照度降低,而端電壓升高5%,燈泡壽命減少一半,燈泡消耗量將劇增。電壓的高低還會使家用電器過壓或欠壓保護不能正常工作使用,國家標準規定:“企業內部供電電壓偏移允許值,一般不超過額定電壓±5%”。
(7)中性線電流過大,異線可能會燒斷,中性線導線截面一般是相線截面的50%,但在選擇時,有的往往偏小,由于接頭質量不好,會使電阻增大。因此,常發生中性線接頭過熱燒斷故障,加上三相負載不對稱,則產生中性點位移,使得三相電壓不對稱,線損增大,燒壞家用電器,造成嚴重經濟損失。
三相四線制負荷不平衡的危害
1、對線損的影響
在三相四線制中,因三相負荷不平衡,致使三相電流不平衡,導致中性線電流加大,這就直接造成電能在線路上損耗的增加。據測算,三相四線制接線方式,當三相負荷平衡時線損最小;當一相負荷重,兩相負荷輕的情況下線損增量較小;當一相負荷重,一相負荷輕,而第三相的負荷為平均負荷的情況下線損增量較大;當一相負荷輕,兩相負荷重的情況下線損增量最大。當三相負荷不平衡時,不論何種負荷分配情況,電流不平衡度越大,線損增量就越大。
2、對設備的影響
三相負荷不平衡的重負荷相電流過大(增為3倍),可能造成變壓器油和繞組的過熱,引起油質劣化,迅速降低變壓器的絕緣性能,以至于燒毀繞組。低壓電網三相負荷不平衡還會反映到高壓側。我們知道,高壓線路過流故障占相當比例,其原因是電流過大。低壓電網三相負荷不平衡可能引起高壓某相電流過大,從而引起高壓線路過流跳閘停電,引發大面積停電事故,同時變電站的開關設備頻繁跳閘將降低使用壽命。
3、對電壓的影響
在三相四線制中,因三相負荷不平衡,將產生零序電壓,使配電變壓器供電中性點漂移,形成一相電壓低,而另一相電壓高。電壓低的一相嚴重時會使電器無法正常使用,而電壓過高的相則可能燒毀電器;另一方面,電壓過低及過高是引發服務投訴最為常見的因素之一。
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