引起三相電壓不平衡的原因和解決辦法

時間:2016-10-27 來源:網絡 作者:佚名 收藏到我的收藏夾
簡介:圖1 電動機接線柱 引起三相電壓不平衡的原因有多種,如:單相接地、斷線諧振等,運行管理人員只有將其正確區分開來,才能快速處理。 一、斷線故障如果一相斷線但未接地,或斷路器、隔離開關一相


圖1 電動機接線柱

引起三相電壓不平衡的原因有多種,如:單相接地、斷線諧振等,運行管理人員只有將其正確區分開來,才能快速處理。

一、斷線故障如果一相斷線但未接地,或斷路器、隔離開關一相未接通,電壓互感器保險絲熔斷均造成三相參數不對稱。上一電壓等級線路一相斷線時,下一電壓等級的電壓表現為三個相電壓都降低,其中一相較低,另兩相較高但二者電壓值接近。本級線路斷線時,斷線相電壓為零,未斷線相電壓仍為相電壓。

二、接地故障當線路一相斷線并單相接地時,雖引起三相電壓不平衡,但接地后電壓值不改變。單相接地分為金屬性接地和非金屬性接地兩種。金屬性接地,故障相電壓為零或接近零,非故障相電壓升高1.732倍,且持久不變;非金屬性接地,接地相電壓不為零而是降低為某一數值,其他兩相升高不到1.732倍。

諧振原因隨著工業的飛速發展,非線性電力負荷大量增加,某些負荷不僅產生諧波,還引起供電電壓波動與閃變,甚至引起三相電壓不平衡。

諧振引起三相電壓不平衡有兩種:

一種是基頻諧振,特征類似于單相接地,即一相電壓降低,另兩相電壓升高,查找故障原因時不易找到故障點,此時可檢查特殊用戶,若不是接地原因,可能就是諧振引起的。

另一種是分頻諧振或高頻諧振,特征是三相電壓同時升高。

另外,還要注意,空投母線切除部分線路或單相接地故障消失時,如出現接地信號,且一相、兩相或三相電壓超過線電壓,電壓表指針打到頭,并同時緩慢移動,或三相電壓輪流升高超過線電壓,遇到這種情況,一般均屬諧振引起。

三相不平衡的危害和影響:

對變壓器的危害。在生產、生活用電中,三相負載不平衡時,使變壓器處于不對稱運行狀態。造成變壓器的損耗增大(包括空載損耗和負載損耗)。根據變壓器運行規程規定,在運行中的變壓器中性線電流不得超過變壓器低壓側額定電流的25%。此外,三相負載不平衡運行會造成變壓器零序電流過大,局部金屬件升溫增高,甚至會導致變壓器燒毀。

對用電設備的影響。三相電壓不平衡的發生將導致達到數倍電流不平衡的發生。誘導電動機中逆扭矩增加,從而使電動機的溫度上升,效率下降,能耗增加,發生震動,輸出虧耗等影響。各相之間的不平衡會導致用電設備使用壽命縮短,加速設備部件更換頻率,增加設備維護的成本。斷路器允許電流的余量減少,當負載變更或交替時容易發生超載、短路現象。中性線中流入過大的不平衡電流,導致中性線增粗。

對線損的影響。三相四線制結線方式,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,無論何種負荷分配情況,電流不平衡度越大,線損增量也越大。

三相不平衡的危害及解決辦法:

一、三相電壓或電流不平衡等因素產生的主要危害:

1、旋轉電機在不對稱狀態下運行,會使轉子產生附加損耗及發熱,從而引起電機整體或局部升溫,此外反向磁場產生附加力矩會使電機出現振動。

對發電機而言,在定子中還會形成一系列高次諧波。

2、引起以負序分量為啟動元件的多種保護發生誤動作,直接威脅電網運行。

3、不平衡電壓使硅整流設備出現非特征性諧波。

4、對發電機、變壓器而言,當三相負荷不平衡時,如控制最大相電流為額定值,則其余兩相就不能滿載,因而設備利用率下降,反之如要維持額定容量,將會造成負荷較大的一相過負荷,而且還會出現磁路不平衡致使波形畸變,設備附加損耗增加等。

二、由不對稱負荷引起的電網三相電壓不平衡可以采取的解決辦法:

1、將不對稱負荷分散接在不同的供電點,以減少集中連接造成不平衡度嚴重超標的問題。

2、使用交叉換相等辦法使不對稱負荷合理分配到各相,盡量使其平衡化。

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