低压配电网三相负荷不平衡分析及防控措施

低压配电网三相负荷不平衡分析及防控措施

摘要：我国电力行业发展加快，用户对电力质量也随之增高，在经济比较发达

的区域会因为不均匀的负荷分配和负荷性质不同，导致低压供电时系统负荷差异

明显，这样所提供的电能质量不稳定。近年来，社会各界都把研究供配电系统三

相负荷不平衡设置为重点课题，希望能够解决供电质量不稳定的问题。文章首先

对低压配电网三相负荷不平衡的成因及危害进行简要分析，在此基础上提出低压

配电网三相负荷不平衡的防控措施。

关键词：低压配电网；三相负荷不平衡；防控

三相负荷不平衡会引发电压、电流不稳定，在供配电系统中出现负序电压、

电流，直接让电路受损，供电质量变差。据相关研究表明，一般情况下三相负荷

不平衡有百分之二到十的几率引发线路受损，三相负荷不平衡中接在轻负荷项的

单相用户容易出现电压偏高，使电器使用寿命减少。为了保证用户使用电能的安全，让整个供配电系统的电路可以正常稳定运转，保持三相负荷平衡是基本条件。 1低压配电网三相负荷不平衡的成因

由于受到一些原因的影响，如低压配电线路布局不合理、管理维护不到位、

三相动力用户负荷性质不同等等，从而导致配电台区三相负荷不平衡。对三相负

荷进行分配的过程中，因未对用户的单体负荷容量加以了解，只是从用户的实际

户数进行初步分配，虽然从表面上，这种分配方式达到了平均性的要求，但事实

上却存在较大的偏差，很容易引起三相负荷不平衡的情况；在单相供电模式下，

线路的长度不断增加，单相负荷也随之提升，由此也会造成三相负荷不平衡；对

于一些用户比较少的台区，有的用户常常会使用功率较大的电器设备，如空调、

电磁炉等等，这样容易使原本处于基本平衡的三相负荷被打破；新增用户时，没

有充分考虑三相负荷不平衡这一因素，随意将用户接入到配电台区中，致使三相

负荷不平衡。

2三相负荷不平衡的基本类型

在实际配网中，三相负载不对称可根据其表现特点大致分为三类：三相负载

不平衡，且每一相负荷差大小比例在时间上变化不大。这一类主要为单相用电用户，导致不平衡的原因只是负荷在三相上分配不均。三相负载不平衡，但每一相

负荷差大小比例在时间上变化大。这一类不平衡产生的原因主要是单项负荷波动大，且该波动在三相上是不同步的。某一时段三相负荷基本平衡，而另一时段不

平衡程度相当严重。这类负荷的特点主要是三相用电和单相用电的比例随时间或

季节的影响在变化，如一天中的白天和晚上，由于白天生产用电为三相使得三相

负荷基本平衡，而晚上生活用电的单相负荷增大导致不平衡度增加。

3三相负荷不平衡的影响

高压线路常见的故障即为过流故障，引发过流故障的根本原因是电流过大。

电流过大极可能是由于低压电网三相负荷不平衡引起的，进而引发高压线路过流

跳闸，出现停电，而且供电系统的开关频繁跳闸也会减少使用时间。

一些供电网络是三相四线制，电流通过线路时，必然有阻抗消耗产生的电能，损耗的电能与通过的电流平方成正比。当有单相负载时，也容易引发三相负载不

平衡，这样中性线通过电流，产生了中性线和相线损耗。

供电系统中的配电变压器是基本设备，是能够产生配电损耗的设备，如果其

运行环境是三相负荷不平衡，会增大配电损耗。配变设计的绕组结构是根据负载

平衡设计的，这样绕组性能一致，三相额定容量相等。但是当三相负载不平衡时，

负载轻的一项就有富余容量，这样配变的出力降低，同时也会出现零序电流。三

相负荷不平衡情况越大，零序电流也会越大，零序电流也加大了配变的损失和消耗。

三相负荷不平衡会导致电流不平衡，导致电动机温度上升，效率减小，能耗

增大，输出亏损。三相负荷不平衡对使设备使用时间减少，设备各零件部件频繁

更换，设备维修成本增大。

4调整三相负荷不平衡的传统方法

供电系统要完善关于三相负荷平衡的管理制度，并对此重视起来，这可以作

为考核指标，根据考核的结果制定惩处措施，确定具体的奖励和处罚细节。对于

能有效维持三相负荷平衡的工作人员以经济奖励，这样可以提高工作人员的积极性。对于运行时间长的电力系统进行改造，了解用户的用电情况，根据用户需求

来做出调整，合理的分配负荷。不对称负荷分散供应，将造成不平衡度超标的连

接减少，重新排列或者布置负载，这就让系统更加平衡。对三相负荷不平衡的管

理重视不够，就会导致三相负荷不平衡的频繁发生，所以要重视监测。对不同的

变压器使用不同的测量方式并且测量时段也要调整。三相电流和中性线要在高峰

和低谷时段各测一次，变压器负荷越大，测量时间越短，以便及时发现负荷不平衡，当负荷不平衡大于百分之十时，要及时调整。

5低压三相负荷不平衡治理控制策略

5.1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。

5.2人工换相

通过人工对三相负荷不平衡进行控制是较为传统的方法，如果配电台区长期

处于三相负荷不平衡的状态，可以采用的人工换相的方法进行解决处理。从经济

性的角度上讲，这种方法主要依赖于人工，相关费用较低，但在进行换相前，需

要对三相负荷不平衡的原因进行精密的数据分析，获取用户的负荷曲线，根据计

算结果，确定最佳的换相方案。同时，应用该方法时，要求换相操作人员应具备

过硬的专业技术和丰富的经验。

5.3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。另外，还要在中性线上装上熔

断器、开关、刀闸，从而保证配电器的安全运行。

5.4合理解决新增负荷

在对配电网进行规划的过程中，应当遵循“小多短”的原则，即容量要小、布

点要多、半径要短，配变的位置应当尽可能靠近负荷中心，并对供电区域进行合

理划分；对于有条件的中等负荷区域，应增加四线制供电，这样可以在出现三相

负荷不平衡时，对符合进行调整；对配电台区内的负荷接线图进行完善，并做好