（云南电网有限责任公司普洱思茅供电局 云南普洱 665000）
摘要：随着城市电网高速发展，其规模和使用量随着日益增长的社会生产及居民生活需求而不断剧增，从而导致大容量负荷和不平衡负荷问题的出现。特别是随着城市电网中接入大量电弧炉、电气化铁路后，由于不同使用个体的使用情况差异，导致配电网三相不平衡成为影响电网使用安全和持续健康发展的关键问题。与此同时，随着分布式电源单相接入配电网进程的推进(如风能、太阳能发电等)，由于此类发电方式的断续性和不确定性，使得配电网整体的不平衡情况被强化。所以对配电网三相不平衡问题进行研究和治理，对电网安全和可持续发展具有重要意义。
关键词：配电网；三相不平衡；原因
电力系统发生三相不平衡的情况通常分为正常性不平衡和事故性不平衡两类。在配网三相四线制系统中，不平衡电压会产生产生大量零序分量、正序分量和负序分量。负序电压分量会导致旋转电机的发热和振动，降低其使用效率并损害其绝缘层。零序电压产生的零序电流在配电的铁芯产生涡流，同样造成配网变压器的发热、老化，严重增加其损耗。因此，需要对其进行准确计算并及时采取措施。
1 三相不平衡的定义
在三相交流电网中，如果电网的三相电流(或电压)不同时存在幅值相同、三相中任何两相的相位相差120°、三相频率相同，那么就能认为电网存在三相不平衡。但在实际应用中电网的频率是统一的(如我国采用50Hz，欧美等国家常采用60Hz)，因此在上述判断条件中，实际上三相频率相同可以不进行考虑。同理，如果电网三相电流(或电压)同时存在幅值相同、三相中任何两相的相位相差120°情况，那么该电网即三相平衡。从数学角度来进行解释的话，那么A、B、C三相电压有：
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当UA、UB、UC的值不同，或者φA、φB、φC差值的绝对值不是120°，则此三相电压就可以认为不平衡。若电网三相平衡时，其波形应如图1所示。
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图1 平衡的三相电压波形
2 三相不平衡的产生原因
从电网三相不平衡的实际情况来看，存在有事故性和正常性两种不同形式的三相不平衡情况，它们产生原因也有所不同。一般而言，如果三相不平衡是事故性的，通常是由电网的短路事故(如单相接地短路、两相接地短路、相间短路等)所引起，而由事故所引起的此类不平衡一般会伴随有其他由短路所衍生的事故，会对电网及相应电力系统产生非常不利的影响，甚至导致严重的安全问题；而如果三相不平衡是正常性的，根据前文所述的三相不平衡概念，可以将其分为幅值不相同以及相位不对称两类。
随着日益增长的社会生产及居民生活需求，电网用电量与日俱增，而且电网使用个人的各种特性也使得电网使用情况存在极大差异，从而导致大容量负荷和不平衡负荷问题的出现；与此同时，随着各种不同形式的分布式电源并入城市电网，而诸如风力发电和太阳能发电这类形式的断续性和不确定性又加剧了电网不平衡的产生，虽然这类三相不平衡从本质上来看属于正常性不平衡，相对于事故性不平衡而言其危害性相对有限，但从电网用电安全和可持续发展的角度来看，同样要认真对待。
3 三相不平衡的治理方法对比分析
对于电网的三相不平衡问题，其治理方法有很多，从治理设备装置来看，一般认为有三种类型：电容器投切型、换相开关型以及电力电子型。
所谓电容器投切型，该类装置在三相间增设若干补偿电容在不同相位间进行对应转换，通过对电容容量的调整和合理设置，对对应相位进行相应补偿，从而实现对电网三相不平衡及无功问题的治理和调节。此类方法和装置在进行不平衡调节时，可以兼顾线网的无功率补偿，能够有效的提高线网功率因素并控制耗损；但同时，该方式在对功率因数较大的线网进行治理时，由于能使用的感性无功有效，因此治理效果不佳，只能适用于波动较小的情况。同时，由于此类装置是利用电容器及其组合来实现功能，因此无法实现连续控制，而且有放大系统谐波的可能。
所谓电容器投切型，该类装置一般由主控制器和换相开关等组成，该类装置一般由主控制器和换相开关等组成，换相开关在负荷侧对电网电流信号进行监控，并将信号传输给主控制器进行分析，在对应输出换相策略，从而通过换相开关进行相应换相来控制各相电流或电压幅值和相位，达到控制电网三相平衡的目的。此类治理方式最大的优势就是能够直接对各相的电压或电流进行对应转换调节，从根源上解决各相不平衡的问题，以最小的代价实现更高效率的控制，对负荷比较集中的线网治理效果更为明显；但该类方式涉及的设备较多、线路也较为复杂，而且控制的效率也会受到信号传输距离和质量的影响，且调整幅度较大不适合小范围修正。
电力电子型类装置一般根据所监测到的各相电流进行对应计算，得到负序、无功及谐波电流的实际情况，再利用相应的电力电子开关，使用空间矢量脉宽调制信号控制这些开关的行为，从而实现对前述电流进行对应补偿，对线网不平衡进行治理，常见的装置有APF、SVG等。此类方式可以实现实时的连续调节，从而实现对于电网不平衡的高效治理；但该类装置通常设置在低压系统中的出口侧，因此对于电网支路的不平衡问题处理能力有限，而且该类设备成本相对较高、使用耗损较大。
结论
在三相不平衡问题解决中，运行人员应随时注意配电网中电流或电压等参数值的变化。运行人员要做好参数动态实时测量工作，然后判断测量值是否己恢复正常。利用补偿装置前后，运行人员要将三相电流变化反映在电流趋势变化图中，从而对三相现状做出正确判断。此外，运行人员要监控线路损耗量，要解决措施贯彻落实到低压配电网中，使三相恢复到平衡状态。
参考文献
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