摘要：三相负荷不平衡是配电变压器的常见情况，当不平衡度达到一定值时就会造成中线电流增大，使线损率大大增加，同时还会影响用电设备的平稳运行。基于此，本文针对低压配电系统三相负荷不平衡对线损的影响进行了理论分析和实例计算，提出了防止三相负荷不平衡的措施。
关键词：配电变压器；三相负荷；低压线损率。
配电网的建设和改造能使低压电网的供电能力和质量明显提高。 然而在低压电网中经常出现三相负荷不平衡的情况，导致线损率大大增加，由于低压电网中存在单相和三相两种负载连接方式，这给供电企业线损管理带来一定的难度。近年来，城网改造的陆续完成大大改变了低压电网的结构，大大降低了配电台区的低压线损率，但是少数台区仍然存在线损率高的现象，通过进一步了解，还是由于三相负荷不平衡引起的，这种现象不消除就会给供电管理企业造成较大的困难和损失。
1低压三相负荷不平衡对线损的影响
1.1理论分析
在城网改造过程中，为了降低低压线损率，对配电台区采取了各种有效措施，大多数台区取得了良好的效果，但是部分台区供电系统虽然采用三相四线制供电，但是由于每相用户的用电量不同，造成电流相差较大,三相负荷不平衡，进而造成线路损耗增大。低压供电网络需要的配电变压器数量较多，并且其安装位置较为分散。在系统运行过程中，必须对配电变压器出口侧电流进行实时监测，此位置负荷电流不平衡度不能超过10％，同时对于一些主干线路的负载电流也应进行监测，此处不平衡度不能超过20％，除此之外，要对中性线电流进行测量，其大小应该小于低压侧额定电流25％。通过对重点部位电流的测量与计算，如果发现有电流不符合上述标准，就要采取必要措施调整单相负载，直到三相负载基本平衡。只有尽可能的降低三相负载的不平衡度，才能最大程度的减少电能损耗。由此可见，要想从根本上降低线损率就必须做好三相负荷电流的平衡工作。
假设某条低压线路的三相负荷电流为IA、 IB、 IC，中性线电流为 IO，电阻为RO，相线电阻为R，设中性线电阻为2R，可以求得有功功率损耗为：
ΔP1=（IA2R+IB2R+IC2R+IO×2RO）×10-3
计算三相负荷平衡时的有功功率损耗，可知IO=0，相电流为(IA+IB+IC)/3，同样可以求得有功功率损耗为： ΔP2=3［(IA+IB+IC)/3］2R×10-3
由此可以得出，由于三相负荷不平衡造成的功率损耗为：
ΔP=ΔP1- ΔP2=2/3 (IA2+IB2+IC2- IAIB- IBIC- ICIA+3IO2)R×10-3
三相负荷电流不平衡度： K=IO/IPI＝｛IO/［(IA+IB+IC)/3］｝×100%
式中： K—三相负荷不平衡度；
IPI—配电变压器三相负荷平均电流
配电变压器作为供电主设备，随着其三相负载不平衡度的增加，其损耗会大幅度增加。由此可见，配电变压器的功率损耗会受到负载的不平衡度影响。通常情况下，三相负载不平衡度不超过10%，可能引起线损率略微升高，如果超过 10％，则会造成线损率大幅增加。 由上述分析可得出，要想从根本上降低损耗还是要尽可能的降低三相负荷不平衡度。
1.2实例计算
在电网运行过程中，用电负荷并不是一成不变的，特别是在用电高峰期三相负荷会存在较大差异，不平衡度会上升，使线路损耗也随之增加。对三相负荷的科学调整能有效减少低压线损。下面将以实例进行详细说明。以我市某小区为例，其虽然采用三相四线制，但其台区线损率较高达到18％，通过测量可知，其变压器容量为100千伏安。通过调查档案资料，得知该小区共有用户147户。从观察监测数据来看，该台区供电半径为497ｍ，月电量12476KWh，每户平均月用电量为84.9ｋＷｈ。
通过对该台区的监测装置进行检查，了解其具体线路情况和用电负荷情况，基本可以排除某些外界因素的影响。接下来，我们采用电流表测量变压器出口侧电流，根据电流表数据显示，其相位基本对称，但电流存在严重的不平衡现象，经过计算得出不平衡度达到了31.2%，由此可见，该台区存在三相负荷严重不平衡的现象，其中W相负荷最大，与其连接的用户最多，这种情况是典型的一相负荷重，两相负荷轻。通过对三相负荷进行分析，将W相首端8户和末端电压较低的11户负荷调整至U，V相，调整完毕后。我们观察配电变压强出口电流，通过电流表可测得出口处的平均电流值为ＩU＝19Ａ、 ＩV＝21Ａ、 ＩW＝22Ａ、 ＩO＝5Ａ，由以上测量结果可以看出，该台区三相负荷不平衡度已小于10%，台区末端不平衡度也小于20%。调整15天后，通过计算得出该台区线损率大幅下降。同时通过电表测得该台区月用电量为10978ｋＷｈ，由此可以看出，调整后线损电量明显减少。在实际电网系统中，低压电网台区数量往往较多，通过调整负荷平衡度，降低线损，能够有效改善部分末端用户电压低的问题，提升供电质量，提高供电企业的信誉，树立良好企业形象，同时也给用户提供了更优质的服务。
２ 防止三相负荷不平衡的措施
2.1配变变压器尽量接近负荷中心，合理划分供电区域
为了防止配电变压器三相负荷不平衡，常常利用配电网的建设和改造来减少线损率，在改造过程中通常会选择小容量变压器，选择多个布点进行合理布局。在实际安装过程中，首先要合理划分供电区域，将配电变压器的位置进行合理定位，一般选择靠近负荷中心，因为如果离负荷较远可能会出现迂回供电的现象，其次要对台区负荷接线图进行审核，工作人员应通过监测数据定期对各个台区线损进行计算，通过运用计算机软件等措施提高线损计算的准确率，及时对线损超出范围的区域做出调整。最后，供电部门要加强台区线损影响因素分析，针对具体情况进行改造，确保改造的科学性与有效性。
2.2定期开展配电变压器不平衡电流的检测
为了确保供电系统的平稳运行，要定期对配电变压器的电流进行监测，工作人员可以现场进行实测，同时结合远程监控设施对系统电流进行检测，供电企业应根据台区负荷情况设置检测频率，例如，在夏季，系统负荷比较大，要增加检测频率，并做好相应的数据记录，以便为负荷调整及线损分析提供可靠依据。在对三相负荷平衡度检测时，要通过相关数据的检测来计算平衡度，其中不仅包括配电变压器三相电流数据，还包括零线电流和电压数据，通过这些数据准确的监测，才能精准掌握负荷的平衡度。
2.3台区负荷应按相分配均匀，确保配电变压器负荷平衡
对于配电变压器负荷不平衡的调整最直接的方法就是使台区负荷应按相进行分配，通过缩小各相负荷电流差，来降低线路损耗，通过按相分配可以有效防止末端负荷偏相，减少不平衡度。同时，供电企业应加强用户管理，及时掌握用户信息，确保各专业工作人员积极配合，科学配置配电网的运行方式，发现故障设备要及时进行更换，确保配电变压器的质量。
2.4减少零线电流过大所造成的电能损耗
零线电流过大会使电能损耗增加，为了减小零线电流，应合理选择零线截面，通常情况下，零线截面的选择应尽可能与相线截面相同。除此之外，在低压配电网零线的安装过程中，通常进行多点接地，这种接地方式能够在一定程度上减少零线的损耗，同时可以防止零线电流升高对人身安全构成威胁，在减少损耗的同时起到安全保护的作用。
3结语
综上所述，通过对配电台区进行分析，发现影响配电台区低压线损率的主要因素是三相负荷的平衡度。通过理论计算和实例分析，可以看出对三相负荷进行科学调整，可以有效降低线路损耗。目前，我国很多台区通过此方法减少了线损，取得了良好经济效益，值得进一步推广。同时，本文还提出了防止三相负荷不平衡的措施，希望给相关技术人员带来借鉴和参考价值。
参考文献
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