电力需求侧三相不平衡治理的理论及应用
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低压配网三相不平衡运行的影响及治理低压配网是城市电力配送的重要组成部分,而三相不平衡运行是低压配网中常见的问题之一。
三相不平衡指的是低压配网三相电压、电流或负载不均匀分布的现象,会导致配网线路过载,影响用户用电质量,甚至引发事故。
对低压配网三相不平衡运行进行治理具有重要意义。
本文将从影响开始,具体探讨低压配网三相不平衡运行的影响及治理方法。
一、影响1. 电力损耗增加低压配网三相不平衡运行会导致各相电流不一致,使得配网线路的电阻、电感不平衡,从而增加线路的有功损耗和无功损耗,造成电能浪费。
2. 电压不稳定三相不平衡会使得各相的电压不一致,若一个相电压过高,另一个相电压过低,会影响用户的正常用电,造成电压不稳定的情况,甚至引发电器损坏或设备故障。
3. 线路过载由于三相不平衡导致某一相负载过重,其它相负载较轻,容易导致线路过载,加剧线路热负荷,降低线路的安全运行水平,存在一定的安全隐患。
4. 设备寿命缩短三相不平衡会使得变压器、电缆、开关设备等电力设备长期工作在不平衡状态下,导致设备磨损加速,降低设备的使用寿命,增加运行维护成本。
二、治理方法1. 优化配网结构合理设计低压配网拓扑结构,降低电压损耗,减小线路阻抗,提高供电质量,减小三相不平衡的可能性。
2. 励磁设备增补通过在配网中增设补偿设备,如动态无功功率补偿装置、静态无功功率补偿装置等,调节配网中的无功功率平衡,减小三相不平衡对电网的影响。
3. 负载均衡管理采用智能负载管理技术,根据用户的用电情况进行负载均衡,通过实时监测和调整负载,确保各个配变台负载均衡,减小三相不平衡的概率。
4. 设备升级改造对配网中老化的设备进行升级改造,采用新型节能、高效、稳定的设备,如变压器、电缆、开关设备等,提高设备的运行稳定性和耐受能力。
5. 完善保护措施加强低压配网的安全保护措施,建立健全的安全监测体系和应急处理机制,及时排除线路故障,减少三相不平衡对供电安全的影响。
电网三相电压不平衡的解决方法电网三相电压不平衡的解决方法引起一、三相电压或电流不平衡等因素产生的主要危害:二、由不对称负荷引起的电网三相电压不平衡可以采取的解决办法:1、将不对称负荷分散接在不同的供电点,以减少集中连接造成不平衡度严重超标的问题。
2、使用交叉换相等办法使不对称负荷合理分配到各相,尽量使其平衡化。
3、加大负荷接入点的短路容量,如改变网络或提高供电电压级别提高系统承受不平衡负荷的能力。
解决三相负荷不平衡的几点措施一、重视低压配电网的规划工作,加强与地方政府规划等部门的工作沟通,避免配电网建设无序,尤其避免在低压配电网中出现头痛医头,脚痛医脚的局面,在配电网建设和改造当中对低压台区进行合理的分区分片供电,配变布点尽量接近负荷中心,避免扇型供电和迂回供电,配电网络的建设要遵循“小容量、多布点、短半径”的配变选址原则。
二、在对采用低压三相四线制供电的地区,要积极争取对有条件的配电台区采用3芯或者4芯电缆或者用低压集束导线供电至用户端,这样可以在低压线路施工中最大程度的避免三相负荷出现偏相的出现,同时要做好低压装表工作,单相电表在A、B、C三相的分布尽量均匀,避免出现单相电只挂接在一相或者两相上,在线路末端造成负荷偏相。
三、在低压配电网零线采用多点接地,降低零线电能损耗。
目前由于三相负荷的分布不平衡,导致了零线出现电流,按照规程要求零线电流不得超过相线电流的25%,在实际运行当中,由于零线导线截面较细,电阻值较相同长度的相线大,零线电流过大在导线上也会造成一定比例的电能损耗,所以建议在低压配电网公用主零线采用多点接地,降低零线电能损耗,避免因为负荷不平衡出现的零线电流产生的电压严重危及人身安全,而且通过多点接地,减低了因为发热等原因造成的零线断股断线,使得用户使用的相电压升高,损坏家用电器。
此外对于零线损耗问题,在目前一般低压电缆中,零线的截面为相线的1/2,电阻值大造成了在三相负荷不平衡时,零线损耗加大,为此可以考虑到适当增大零线的导线截面,例如采用五芯电缆,每相用一个芯线而零线则用两个芯线。
三相负荷不平衡治理装置的研制和应用文/刘子威0 引言在我国的配电网中,输电线路一般采用三相四线制,而用户多为单相负荷或单、三相负荷混接,这导致了用电负荷接入相别存在不均衡性、随机性、波动性,配电系统参数存在不对称性,使得配网三相负荷不平衡的问题客观普遍存在。
三相负荷不平衡增加了线路和配电变压器的电能损耗,严重时会烧毁电线,造成线路事故;三相负荷不平衡使配电变压器的出力减少,降低了变压器的使用效率;三相负荷不平衡使配电变压器产生了零序电流,影响变压器的使用寿命和供电安全性。
2017年5月,国家电网运维检修部(以下简称国网运检部)发布《关于开展配电台区三相负荷不平衡问题治理工作的通知》(以下简称《通知》),指出要按照“源头预防、常态监测、科学施策、动态治理”的原则治理三相负荷不平衡。
1 三相负荷不平衡治理模式《通知》中提出了三种治理三相负荷不平衡的模式,即换相开关型三相不平衡调节装置、电容型三相不平衡调节装置以及电力电子型三相不平衡调节装置。
1.1 换相开关型三相不平衡调节装置换相开关型三相不平衡调节装置的系统主回路结构如图1所示,系统的每条支路分别由一个主控开关和多个换相开关组成,支路的始端安装一台主控开关,负责监测三相不平衡信息,并下发调节命令;支路沿线在用户前端安装换相开关,可监测自身带载回路的负荷信息,并根据主控开关下发的换相命令自动进行相应换相操作。
这种装置可取代人工换相,减少运维人员的工作量;但换相开关是串联在线路中的,一旦换相开关出现故障或发生误动作,都会直接引起用户负载的断路停电或短路故障,因此对换相开关装置本身的可靠性有着非常高的要求。
另外装置的换相依赖于主控开关和换相开关之间的通信,一旦通信出现故障,将直接影响换相开关的正常动作,影响系统三相负荷平衡的实现。
1.2 电容型三相不平衡调节装置电容型三相不平衡调节装置又称为相间补偿型三相不平衡调节装置,是在相线间跨接电力电容器,实现有功功率转移,平衡相间有功功率,同时利用连接在相线与零线之间的电力电容器对每一相进行不等量无功补偿,平衡相间的无功功率,降低三相不平衡度、提升功率因数(如图2)。
配变三相不平衡解决方案及控制策略解析摘要:配电网建设已经成为当前现代化建设中的关键工作,对于提升电力系统运行可靠性具有重要意义,同时为社会用电安全性与稳定性的提升奠定了基础。
在配电网运行的过程中,通常会出现三相不平衡的问题,导致线路损耗持续增加,给电力企业造成严重的经济损失。
此外,电力设备也会受到三相不平衡的影响,出现故障或者损毁问题,给配电网的正常运转带来极大的阻碍。
本文将通过分析配变三相不平衡的影响,探索配变三相不平衡解决方案及控制策略,为电力工作人员提供参考与建议。
关键词:配电变压器;三相不平衡;解决方案;控制策略在配电线路与用户连接中,配电变压器是最为关键的设备之一,对于电能的合理分配尤为重要,因此也成了电力运行维护中的重点设备。
用户用电随机性和接电三相负荷不均等,是造成三相电流不平衡的主要原因,给电网和设备运行带来影响的同时,也会降低用户的用电质量,甚至引发安全事故威胁人的生命安全。
为此,需要针对配变三相不平衡产生的原因,制定针对性解决方案,以满足配电网的运行要求,提升供电服务质量的同时,保障电力企业的经济效益。
电容器调补装置、静止无功发生器、晶闸管复合式换相开关的应用,能够有效解决配变三相不平衡问题。
尤其是晶闸管复合式换相开关的运用,可以从总线控制、直线控制、三相进线控制、预测控制和低电压控制等多个层次进行有效控制。
1、配变三相不平衡的影响如果三相不平衡问题出现在配电变压器中,那么就会导致配电变压器和线路损耗增加,给电网企业带来严重的经济损失。
其中配电变压器损耗包括了零序电流损耗和铜损。
三相不平衡问题还会影响运行安全,导致变压器负荷高的一相出现诸多故障,比如接点发热、缺相和密封胶垫劣化等。
钢铁铁件和油箱壁中有零序磁通通过时,会导致变压器温度上升,引起配电变压器损毁,威胁运行安全。
另一方面,单相设备无法正常用电的问题也是由于三相不平衡引发的,用户设备会由于过电压而倍损毁。
2、配变三相不平衡解决方案及控制策略2.1 静止无功发生器大功率电力电子与控制技术,是静止无功发生器的核心技术,可以实现系统无功的动态补偿以及三相电流和合理调整。
配网三相负荷不平衡治理方案及控制技术分析低压电网传输中较为重要的一项建设控制因素就是针对电力传输建设控制中的低压三相负荷不平衡治理控制,保障在电压三相负荷调节过程中,能够及时的将其调节中的控制策略应用好,保障在低压三相负荷不平衡治理过程中,将对应的治理控制策略应用好,所以本文在研究過程中,以低压三相负荷不平衡治理控制策略研究为基础,对其控制策略应用中的方法及要点进行了分析,通过分析能够为低压配网传输奠定基础。
标签:三相负荷不平衡;治理方案;控制技术1.低压三相负荷不平衡调节原理2.1三相不平衡度。
三相不平衡度主要指的是在电力配网建设中针对低压配网建设中低压电网传输中的不平衡控制,通过对其不平衡度定义中的公式应用研究可以发现,整个控制原理的实施中,对于不平衡度控制的公式应用如下:上式中βx代表X相的不平衡度控制,Imx代表x相的最大电流,而Iav代表三相电流的平均值。
按照表达公式中的对比关系带入分析来看,其整个带入关系控制中的调节处理中,应该注重对调节处理中的电压及电流和x相的变化关系控制,只有保障了X相的对应关系控制满足整体的电压控制传输,这样才能保障电力传输安全。
2.2智能换向开关。
智能换向开关是电压调节配网处理中应该重点处理的一项控制因素,在其处理控制中,对于整个控制调节工作的开展具有重要性影响,只有保障在智能换向开关的切换处理中,能够将对应的控制调节处理要点控制好,这样才能实现整个控制调节工作的开展处理能力提升。
借助五险短距离传输控制中的五险采集模块与主控开关处理分析,能够在分析过程中,及时将对应的工作电压、负荷相序以及负荷电流的数据控制传输好,借助这种控制传输策略的应用处理,能够将整个控制处理中的工作开展能力提升上来,对于保障整个电压配网传输控制能力提升具有重要性影响。
在低压三相电压智能化调节过程中,借助智能调节中的控制因素处理,能够及时将对应的控制负荷电压相位迁移,对于电流的快速投入以及对于电压的零点快速投入控制具有重要性保障研究意义。
三相不平衡是电能质量的一个重要指标,虽然影响电力系统的因素有很多,但正常性不平衡的情况大多是因为三相元件、线路参数或负荷不对称.由于三相负荷的因素是不一定的,所以供电点的三相电压和电流极易出现不平衡的现象,损耗线路。
不仅如此,其对供电点上的电动机也会造成不利的影响,危害电动机的正常运行。
配电网三相不平衡的原因1、三相负荷的不合理分配。
很多的装表接电的工作人员并没有专业的对于三相负荷平衡的知识概念,因此在接电的时候并没有注意到要控制三相负荷平衡,只是盲目和随意的进行电路的接电荷装表,这在很大程度上造成了三相负荷的不平衡。
其次,我国的大多数电路都是动力和照明混为一体的,所以在使用单相的用电设备时,用电的效率就会降低,这样的差异进一步加剧了配电变压器三相负荷的不平衡状况.2、用电负荷的不断变化。
造成用电负荷不稳定的原因包括了地II经常出现的拆迁,移表或者用电用户的增加;临时用电和季节性用电的不稳定性。
这样在总量上和时间上的不确定和不集中性使得用电的负荷也不得不跟随实际情况而变化。
3、对于配变负荷的监视力度的削弱.在配电网的管理上,经常会忽略三相负荷分配中的管理问题。
在配电网的检测上,对配电变压器的三相负荷也没有进行定期的检测和调整.除此之外,还有很多因素造成了三相不平衡的现象,例如线路的影响以及三相负荷矩的不相等等。
三相不平衡的危害1、增加线路的电能损耗在三相四线制供电网络中,电流通过线路导线时,因存在阻抗必将产生电能损耗,其损耗与通过电流的平方成正比.当低压电网以三相四线制供电时,由于有单相负载存在,造成三相负载不平衡在所难免。
当三相负载不平衡运行时,中性线即有电流通过.这样不但相线有损耗,而且中性线也产生损耗,从而增加了电网线路的损耗。
2、增加配电变压器的电能损耗配电变压器是低压电网的供电主设备,当其在三相负载不平衡工况下运行时,将会造成配变损耗的增加.因为配变的功率损耗是随负载的不平衡度而变化的.3、配变出力减少配变设计时,其绕组结构是按负载平衡运行工况设计的,其绕组性能基本一致,各相额定容量相等。
三相不平衡补偿的原理引言:在电力系统中,三相不平衡是一种常见的问题。
三相不平衡指的是三个相电压或相电流之间的幅值或相位差不相等的情况。
三相不平衡会导致电力系统中的许多问题,比如电压波动、功率损耗增加、设备寿命缩短等。
为了解决这些问题,三相不平衡补偿技术被广泛应用。
一、三相不平衡的原因三相不平衡可能由多种原因引起,包括负载不平衡、电源不平衡、线路阻抗不平衡等。
负载不平衡是指在三相系统中,三个相的负载不相等,导致电流不平衡。
电源不平衡是指供电系统中的三个相电压不相等,导致电压不平衡。
线路阻抗不平衡是指电力线路的阻抗不相等,导致电流不平衡。
这些因素的综合作用会导致三相不平衡的产生。
二、三相不平衡的影响三相不平衡会对电力系统产生一系列的不良影响。
首先,三相不平衡会导致电压波动。
当负载不平衡时,电流的不平衡会导致电压的不平衡,从而引起电压的波动。
其次,三相不平衡会造成功率损耗的增加。
当电流不平衡时,会导致负载的功率因数下降,从而增加系统中的有功功率损耗。
此外,三相不平衡还会导致设备寿命的缩短,因为设备在不平衡条件下运行时,会产生过热和振动等问题,从而缩短设备的寿命。
三、三相不平衡的补偿原理为了解决三相不平衡的问题,可以采用三相不平衡补偿技术。
三相不平衡补偿的原理是通过引入额外的补偿电流或电压来抵消不平衡的部分。
其中,常用的三相不平衡补偿技术包括静态补偿和动态补偿两种。
1. 静态补偿静态补偿是指通过静态电力电子器件来实现对三相不平衡的补偿。
常用的静态补偿装置包括静态无功补偿器(SVC)、静态同步补偿器(STATCOM)等。
这些装置能够根据电网的实际情况,通过控制电流或电压的相位和幅值,实现对电力系统的无功功率的调节,从而达到补偿三相不平衡的效果。
2. 动态补偿动态补偿是指通过动态电力电子器件来实现对三相不平衡的补偿。
常用的动态补偿装置包括动态无功补偿器(DSTATCOM)、动态同步补偿器(DSTATCOM)等。
电气的三相平衡原理及应用一、什么是三相电?三相电是指由三个正弦波分别表示的电压或电流组成的电力系统。
每个相都有相同的频率和幅值,但相位差120度。
在工业领域中广泛应用的交流电系统通常是三相的,因为它具有很多优势,如高效率和可靠性。
二、三相平衡原理三相平衡是指三相电系统中各个相之间电压或电流的均匀分配。
当三相电力系统中的负载均匀分布时,可以达到三相平衡状态。
平衡是指三相电路中的相电压或相电流之间的幅值和相位关系保持恒定。
三相电路的平衡是通过理论和实践基础确定的。
平衡的三相电路具有以下特点:•相电压或电流的幅值相等。
•相电压或电流的频率相等。
•相电压或电流之间的相位差120度。
三相平衡的原理可以从不同的角度来解释。
以下是几种常见的解释:1.矢量和相量视角:可以通过使用矢量图和相量图来解释三相电路的平衡。
三相电路中的每个相可以表示为具有相同幅值的三个相量。
这些相量之间相互垂直,相位差为120度。
当这些相量的和为零时,三相电路达到平衡状态。
2.功率平衡视角:三相电路中的功率平衡也可以用来解释三相平衡的原理。
在平衡状态下,三相电路中的总功率为零,因为各个相之间的功率和相互抵消。
不平衡负载会导致功率不平衡,可能会产生浪费和能量损失。
3.对称视角:三相电路中负载的对称性是实现平衡的关键。
三相负载应该均匀地分布在各个相上,以确保相电压或电流的平衡。
如果负载不对称,三相电路就会发生不平衡,可能会导致过载或电压波动。
三、三相平衡的应用三相平衡在电力系统中具有广泛的应用。
以下是一些应用领域:1.电力输配电系统:三相电力输配电系统通常采用三相平衡。
通过确保三相电路的平衡,可以提高能源利用效率并减少能源损失。
这也有助于有效地分配电力负载,以避免电力系统过载。
2.电动机驱动系统:三相电动机是工业中常见的驱动设备。
通过确保三相电路的平衡,可以提供均匀的电源给电动机,从而提高工作效率和可靠性。
不平衡的电压或电流可能会导致电动机过热或不正常运行。
低压供电三相不平衡治理措施随着社会经济的不断发展,电力供应已经成为现代社会生产和生活的重要基础设施。
然而,由于各种原因,低压供电三相不平衡问题成为了影响电力供应质量的重要因素之一。
三相不平衡不仅会影响电力系统的稳定性和可靠性,还会导致设备损坏、能耗增加等问题。
因此,对低压供电三相不平衡问题进行治理至关重要。
低压供电三相不平衡的主要原因包括负载不平衡、线路不平衡、电压不平衡等。
负载不平衡是指各相负载不均匀,导致电流不平衡;线路不平衡是指各相线路参数不同,导致电压不平衡;电压不平衡是指各相电压不同,导致负载不平衡。
为了解决低压供电三相不平衡问题,需要综合考虑这些因素,并采取相应的治理措施。
首先,对于负载不平衡问题,可以采取以下措施进行治理。
一是通过合理规划负载分布,尽量使各相负载均衡,避免出现过大的负载差异。
二是通过调整负载连接方式,使各相负载均匀分布,减小电流不平衡。
三是采取适当的负载均衡措施,如使用平衡变压器、调整负载运行方式等,以减小负载不平衡对电网的影响。
其次,对于线路不平衡问题,可以采取以下措施进行治理。
一是通过合理规划线路参数,尽量使各相线路参数相近,减小电压不平衡。
二是加强线路维护和管理,及时发现和排除线路故障,保证各相线路的正常运行。
三是采取适当的线路平衡措施,如使用平衡器件、调整线路连接方式等,以减小线路不平衡对电网的影响。
最后,对于电压不平衡问题,可以采取以下措施进行治理。
一是通过合理规划电压分配,尽量使各相电压相近,减小负载不平衡。
二是加强电压监测和调节,及时发现和调整电压不平衡,保证各相电压的稳定运行。
三是采取适当的电压平衡措施,如使用电压平衡装置、调整电压调节方式等,以减小电压不平衡对电网的影响。
除了以上措施,还可以通过优化电力系统运行方式、改进设备性能、提高电力系统管理水平等途径,综合治理低压供电三相不平衡问题。
同时,还可以借助先进的电力系统仿真技术、智能电网技术等手段,对低压供电三相不平衡问题进行深入研究和分析,为治理提供科学依据。
低压配电网三相负荷分配不平衡的分析与解决措施
低压配电网三相负荷分配不平衡是指低压配电网中各相负载电流、负荷功率、线路电压等在时间和空间上存在明显的不平衡现象。
这种不平衡会导致电网的效率下降,设备的损坏和功率质量的下降。
因此,对于低压配电网而言,解决负荷分配的不平衡是非常重要的。
下面将对低压配电网三相负荷分配不平衡的分析与解决措施进行讨论。
首先,我们来分析低压配电网三相负荷分配不平衡的原因。
主要有以下几点:
1.电网连线不合理
2.负载集中
3.电缆截面积不合理
而为了解决低压配电网三相负荷分配不平衡的问题,可以采取以下措施:
1.控制负载
对于低压配电网中的负载集中问题,可以通过合理划分负载和采取适当的负载调整措施,将负载合理地分散到各个线路,以达到负荷分配的均衡。
此外,还需要考虑到负荷出现变动时的调整能力。
2.更新设备
3.优化电缆选择
针对低压配电网中由于电缆截面积不合理而导致的负荷分配不平衡问题,可以通过对电缆进行优化选择,选择合适的电缆截面积和材质,以降低阻抗,并确保电压的稳定传输。
4.增加监测装置
综上所述,低压配电网三相负荷分配不平衡对电网的正常运行和负载设备的寿命都会带来不良影响。
因此,必须采取合理的措施来解决这个问题。
通过控制负载、更新设备、优化电缆选择和增加监测装置等方法,可以使得低压配电网的三相负荷分配更加平衡,从而提高电网的效率和负载设备的寿命。
配变三相不平衡解决方案及控制策略摘要:现阶段,我国的经济发展的十分的迅速,电力工程的发展也有了很大的提高。
当前,农村部分地区仍然存在着台区三相负荷不平衡现象,特别是季节性、时段性用户用电时间不统一造成配变三相负荷不平衡,通过人工调整三相负荷平衡是很难实现的,要实现真正三相负荷平衡,必须采用自动化方式完成,采用自动调节三相负荷平衡也解决了因台区负荷分布变化、新增用户等原因造成的三相负荷不平衡现象。
自动调节三相不平衡装置的推出是适应当前智能电网建设要求,通过调整三相负荷分配,降低三相负荷不平衡率,可以有效平衡低压线路电流,解决偏负荷相电流大压降高的问题,从而提高末端电压,降低线损。
关键词:配变三相不平衡;解决方案;控制策略引言三相不平衡使我们评价电能质量的重要指标。
就目前而言,当前造成三项不平衡的因素主要可以分为事故性和正常性两种类型,其中事故性的主要诱因是电路系统故障,而正常性则是由三相元件、线路参数以及负荷等因素的不对称引起的。
属于允许长期存在或长时间存在的三项不平衡现象。
在低压电网中,配电变压器是中心枢纽,而三相负荷的平均分配则是确保电能质量、为用电单位输出高安全系数电能的重要保障。
近年来,国家采取了诸多措施改变农村等偏远地区低压电网状况,使配电台区的供电能力和电压质量有了一定程度的提高。
但三相负荷不平衡这一问题仍将导致低压电网的可靠性与稳定性降低、电能质量差、线损率与故障率高,甚至影响电力系统的安全运行。
1基本概念在电路理论中,根据供电是系统的电量是否对称将其分为了对称系统和不对称系统。
其中对称系统表示的电动势、电压以及电流等数值大小相等,而且彼此的相互移动角度均为2π/m。
此外,根据多相系统是否平衡的特点,又可以将其分为多相平衡系统和多相不平衡系统与不平衡的,两者的根本区别在于电路系统中的功率是都根据时间的变动而变动,若变动,则是不平衡系统,若不变动,则是平衡系统。
最后,我们还应该明白系统不对称的多相系统并不是衡量其是否平衡的标准。
三相电不平衡的危害及解决措施参考资料危害:1.设备损坏:三相电不平衡会使设备产生不均匀负载,造成设备的过载、过热、寿命缩短甚至损坏。
尤其对于电动机等负载变化较大的设备来说更为明显。
2.效率降低:不平衡电压会导致三相电流不等,从而使电流负载在各相之间不平衡分布,导致功率因数下降,使电气设备的效率降低。
3.负载不平衡:三相电不平衡使得三相负载在各相中不均匀分布,从而导致各相的电流和功率不同,进而影响整个电气网的平衡性。
4.电网临界:不平衡的负载分布会对电网产生较大的冲击,瞬间电压跌落或电流阶跃,甚至导致电网的跳闸。
5.浪费能源:不平衡负载会导致电网中的功率损失增加,从而浪费了宝贵的电能资源。
解决措施:1.平衡负载:通过调整和优化负载,使得三相电流在各相中均衡分布。
可以采用对称负载的方法,即在各相间均匀分配负载;也可以采用将非对称负载转变为对称负载的方法,即通过相应的控制和调整,使得非对称负载向对称负载过渡。
2.选择合适的电缆:合理选用电缆截面积,减少线路电阻,降低传输损耗,从而提高供电质量。
3.采用三相自动电压调整器:通过自动调节电压,使三相电压在合理范围内,尽量达到平衡。
4.定期维护检修:定期对电气设备进行维护和检修,及时发现和修复可能存在的不平衡问题,确保设备的正常运行。
5.舒适性控制:在室内空调等大功率负载运行时,尽量避免同一时间段内多个大功率设备同时启动。
6.合理设计:在设计电气系统时,应合理布置电缆和设备,确保平衡负载,减少潜在的不平衡问题。
综上所述,三相电不平衡会给电气系统的正常运行带来很多危害,并且会导致效率降低、设备损坏、浪费能源等问题。
因此,我们需要采取相应的解决措施来保证三相电系统的平衡和稳定运行,以提高电气设备的使用寿命和效率,同时降低能源的意外浪费。
参考资料:1.电力系统实验技术,刘德洲,中国电力出版社,2024年。
2.电力系统稳定与控制,罗泽勇,清华大学出版社,2024年。
三相不平衡详解三相不平衡:是指在电力系统中三相电流(或电压)幅值不一致,且幅值差超过规定范围。
三相不平衡是电能质量的一个重要指标,虽然影响电力系统的因素非常的多,但正常性不平衡的情况大多是因为三相的元器件、线路参数或负荷的不对称。
由于三相负荷的因素是不一定的,所以供电点的三相电压和电流极易出现三相不平衡的现象,损耗线路。
一个三相平衡电路的三相电压源必须是正弦波,且频率相同,幅度相同,相位互差120度;三相的负荷阻抗相同且均为线性阻抗,因此三相的电流都是正弦波,且频率相同,幅度相同,相位互差120度。
绝对的三相平衡是不存在的,实际的三相系统总是存在不同程度的不平衡现象。
▍分类事故性不平衡:是由于三相系统中某一相(或两相)出现故障所致。
例如一相或两相断线,或者单相接地故障等。
这种状况是系统运行所不允许的,一定要在短期内排除故障使系统恢复正常。
正常性不平衡:是由于系统三相元件或负荷不对称引起的。
作为电能质量指标之一的“三相电压允许不平衡度”是针对正常不平衡运行工况而定的。
▍机房设备用电三相负载不平衡造成的危害1. 增加线路的电能损耗,大大降低配电变压器的供电效率。
2. 低压总配电输配电能力减少。
3.三相负载严重不平衡时,将导致技术机房配电柜总开关处于临界额定值运行,影响电缆的安全运行,使配电系统处于不安全运行状态。
4.影响播出设备的安全运行。
三相电源负载不平衡会产生零序电流,零线电位偏移,导致三相电压不稳,严重时会损坏播出设备。
5.技术机房内三相电源负荷不平衡将造成技术电源和UPS电源资源利用率大大降低。
▍三相供电合理分配及三相负荷不平衡度计算在低压电网中,三相线路的导线截面积相同,当三相负荷电流大小不等时,负荷电流大的一相线路压降将增大,端电压降低,造成中性点偏移。
当三相负荷严重不平衡时,一旦中性线断线,就会造成三相相电压严重不平衡,电压髙的一相就会把用电设备烧坏,而电压低的一相用电器也不能正常工作。
电网三相电压不平衡的解决方法引起一、三相电压或电流不平衡等因素产生的主要危害:二、由不对称负荷引起的电网三相电压不平衡可以采取的解决办法:1、将不对称负荷分散接在不同的供电点,以减少集中连接造成不平衡度严重超标的问题。
2、使用交叉换相等办法使不对称负荷合理分配到各相,尽量使其平衡化。
3、加大负荷接入点的短路容量,如改变网络或提高供电电压级别提高系统承受不平衡负荷的能力。
解决三相负荷不平衡的几点措施一、重视低压配电网的规划工作,加强与地方政府规划等部门的工作沟通,避免配电网建设无序,尤其避免在低压配电网中出现头痛医头,脚痛医脚的局面,在配电网建设和改造当中对低压台区进行合理的分区分片供电,配变布点尽量接近负荷中心,避免扇型供电和迂回供电,配电网络的建设要遵循“小容量、多布点、短半径”的配变选址原则。
二、在对采用低压三相四线制供电的地区,要积极争取对有条件的配电台区采用3芯或者4芯电缆或者用低压集束导线供电至用户端,这样可以在低压线路施工中最大程度的避免三相负荷出现偏相的出现,同时要做好低压装表工作,单相电表在A、B、C三相的分布尽量均匀,避免出现单相电只挂接在一相或者两相上,在线路末端造成负荷偏相。
三、在低压配电网零线采用多点接地,降低零线电能损耗。
目前由于三相负荷的分布不平衡,导致了零线出现电流,按照规程要求零线电流不得超过相线电流的25%,在实际运行当中,由于零线导线截面较细,电阻值较相同长度的相线大,零线电流过大在导线上也会造成一定比例的电能损耗,所以建议在低压配电网公用主零线采用多点接地,降低零线电能损耗,避免因为负荷不平衡出现的零线电流产生的电压严重危及人身安全,而且通过多点接地,减低了因为发热等原因造成的零线断股断线,使得用户使用的相电压升高,损坏家用电器。
此外对于零线损耗问题,在目前一般低压电缆中,零线的截面为相线的1/2,电阻值大造成了在三相负荷不平衡时,零线损耗加大,为此可以考虑到适当增大零线的导线截面,例如采用五芯电缆,每相用一个芯线而零线则用两个芯线。
电力行业供需平衡问题与调节方案一、引言随着经济的快速发展和人民生活水平的提高,电力行业在现代社会中起到了至关重要的作用。
然而,电力供需不平衡问题已经成为该行业面临的一个巨大挑战。
为了保证电力市场的稳定运行以及满足人民对能源的需求,找到解决这一问题的调节方案是迫切需要的。
二、电力供需不平衡问题1.供需矛盾加剧随着工业化和城镇化进程的不断推进,电力需求迅速增长。
然而,在一些地区和时段,供应能力却无法满足人们对电力的需求。
这种供需矛盾导致了频繁出现停电、负荷过重等问题,给人们正常生产和生活带来了很大困扰。
2.可再生能源发展不平衡可再生能源被广泛认为是未来电力发展的关键。
然而,在当前情况下,可再生能源在各个地区之间发展不平衡,造成了供需之间更大的差距。
某些地区拥有足够丰富的可再生能源资源,但缺乏开发和利用的技术手段,而一些地区则面临着资源匮乏的问题。
三、电力供需平衡的调节方案1.提高供给能力增加电力供给能力是解决供需不平衡问题的首要任务。
政府应该加大对电力行业的投资力度,促进电厂扩建和新建,推动技术创新和制度改革,提高燃煤及核能等传统能源发电水平,并积极鼓励可再生能源发展。
此外,还需要完善电网建设,加强输配电网络规划和建设。
2.优化需求侧管理通过优化需求侧管理,可以调整用户对电力消费的行为方式,减少高峰时段的用电负荷。
政府可以通过价格激励、差别化计费等手段引导用户在用电时间上进行合理安排,鼓励普及智能家居等节能科技产品。
此外,在工业领域中推广高效节能设备以及改善用电结构也是非常重要的措施。
3.发展储能技术储能技术在解决供需不平衡问题中扮演着重要角色。
通过提高储能技术水平,可以在电力供应过剩时将多余的电量存储起来,而在供应不足时则释放出来。
政府和企业应该加大对储能技术的研究和投资力度,推动新型储能设备的应用。
4.促进可再生能源发展为了解决可再生能源发展不平衡的问题,政府应采取积极措施推动全国范围内的可再生能源开发。
台区三相不平衡产生的原因及治理对策摘要:三相不平衡是影响电网电能质量的一个重要因素。
本文从三相不平衡的定义出发,介绍了不同来源的三相不平衡算法,并对配电网线路中的三相不平衡原因进行了阐述。
针对配电网线路中的三相不平衡问题,介绍换相、无功补偿和负荷引导的方法。
电容性补偿可以降低三相不平衡,但是容易受谐波的影响。
电力电子器型无功补偿装置响应快且能有效降低电路中谐波,但是成本比较高。
换相的方式可以从源头上解决三相不平衡问题,但是需要的台区设备自动化程度高,故无法大面积使用。
负荷引导的方式能提高电能使用质量,但是需要考虑的因素过多。
但是随着技术的发展,学者们一定可以研究出更好的三相不平衡治理方案。
关键词:三相不平衡; 电能质量; 换相; 无功补偿; 负荷引导0 引言生活水平的提高对用电需求提出了更高的要求。
在配网侧低压台区,大多数居民为由火线、零线、接地线组成的单相用电,接入相位往往有一定的随机性,用电负荷难以控制,容易产生三相不平衡问题。
作为电网公司的一项重要的工作内容,配电网的电能管理一直受到大家的关注。
配电网一旦处于三相不平衡状态会产生一些严重的问题,例如: (1) 增加线路消耗;(2) 导致电机发热,降低其转矩,增加其能耗;(3) 使发电机发热,增加损耗,降低发电机的出力,甚至危及用户的人身安全;(4) 对变压器产生一系列不良影响,使其发热,缩短其使用时间,严重时甚至造成变压器故障。
随着中国经济的快速发展,造成配电网三相失衡的原因也变得更加复杂多样。
针对这种情况,电力工作者也想到了许多治理措施来解决三相不平衡问题。
目前解决三相不平衡的方案主要有:换相、无功补偿和负荷引导。
本文在接下来的第二部分介绍三相不平衡的相关概念,第三部分介绍三相不平衡产生的原因,第四部分介绍三相不平衡的治理方法,最后对三相不平衡进行总结和展望。
1 三相不平衡的相关概念1.1三相不平衡定义及计算方法理想情况的三相平衡配电网系统的是由三个相位差为2π/3的、幅值、频率相等电压构成的。
三相不平衡的危害以及解决措施
1.功率损失:三相不平衡会导致电流不平衡,从而产生失配损耗。
由
于电力系统中大多数电器设备都是为均衡三相电流设计的,当电流不平衡时,电动机的效率会降低,导致额外的功率损耗。
2.设备过热:电流不平衡会导致设备过热,这可能会影响设备的寿命,并导致设备故障和维修成本的增加。
过热还可能会导致绝缘材料老化,从
而增加触电等安全风险。
3.不稳定电压:三相不平衡会导致电压不稳定,从而使设备的工作环
境不稳定。
这可能会导致设备的故障,甚至更严重的是引发电气事故。
解决三相不平衡问题的一些措施如下:
1.定期检查和维护:定期检查电力系统的各个部分,包括变压器、开
关设备和电缆线路,确保其良好运行。
这可以帮助检测和解决潜在的电流
不平衡问题,保证设备的正常运行。
2.平衡负载:通过平衡负荷来减轻电力系统的三相不平衡。
可以根据
各个相之间的负载需求来适当安排设备的运行,确保各相电流均匀分布。
3.安装三相干预装置:这些装置可以监测电力系统的三相情况,并通
过自动调整电流或电压来均衡负载。
这些装置可以帮助消除电流不平衡,
维持正常稳定的工作环境。
4.配电系统改造:在设计配电系统时,可以采用合适的设备和线缆来
减少电流不平衡的发生。
例如,使用高质量的电缆和电源线可以提高电压
和电流的传输效果,减少功率损耗。
综上所述,三相不平衡可能会对电力系统和设备产生严重的危害,但通过定期检查和维护、平衡负载、安装三相干预装置以及改造配电系统等措施,可以有效地解决这些问题,保持电力系统的稳定性和设备的正常运行。
解决三相不平衡最合理的方案三相不平衡是指三相电网中,三相电压或三相电流在大小上不平衡的情况。
三相不平衡可能会导致电网故障、设备损坏、能源浪费等问题,因此需要采取合理的措施来解决三相不平衡。
下面将介绍几种最合理的解决方案。
1.检测和监测首先,需要进行三相不平衡的检测和监测。
可以利用电力监控系统来实时监测电网的电压和电流情况,观察是否存在不平衡现象。
另外,还可以使用电能质量分析仪等专业仪器对三相不平衡进行精确测量和分析。
2.调整负载分配负载的不平衡是造成三相不平衡的常见原因之一、通过调整负载的分配,可以减小不平衡程度。
首先,可以对负载进行合理的规划和设计,避免集中在其中一相上。
其次,在有必要的情况下,可以将负载进行重新分配,使各相之间的负载均衡。
3.检查并解决电网故障三相不平衡有可能是由电网故障引起的,如接线不良、短路、接地故障等。
因此,排除电网故障也是解决三相不平衡的一个关键步骤。
可以通过仔细检查电线连接情况,修复或更换破损的电缆或设备,确保电网的正常运行。
4.安装自动调节装置安装自动调节装置是解决三相不平衡的有效措施之一、自动调节装置可以根据监测到的不平衡情况,自动调整相应的电压或电流,使电网恢复平衡。
常见的自动调节装置有自动补偿装置、电气稳定装置等,可以根据具体需求进行选择。
5.使用平衡变压器平衡变压器是一种专门用于解决三相不平衡问题的设备。
平衡变压器可以通过调节变压器的连接方式和参数,使输入和输出的电压、电流保持平衡。
其中,三绕组变压器是最常用的一种平衡变压器,通过调整变压器的绕组比例和接线方式,达到平衡的效果。
6.提高供电质量提高供电质量也能有助于解决三相不平衡问题。
例如,通过对供电设备进行改造或升级,提高电源的稳定性和可靠性。
此外,加强对电网的维护和管理,及时发现并处理潜在问题,可以减少供电中断和质量问题,从而减小三相不平衡的风险。
综上所述,解决三相不平衡问题需要采取一系列合理的方案。
首先,进行检测和监测,了解不平衡的情况。
对低压配电网三相不平衡问题及对策进行研究低压配电网将电能从变电站输送至用户终端,是城市供电系统中的一个重要组成部分。
随着电力需求的不断增长和新能源的逐渐普及,低压配电网的运行负荷和复杂性不断提高,同时也出现了许多问题,其中之一就是三相不平衡问题。
三相不平衡指的是低压配电网中三相电压、电流和负荷的不平衡状态,通常表现为三相电压不等、电流不等、负荷不等等现象。
三相不平衡问题会导致电力系统中线路容量的浪费,系统能耗的增加,并且降低了设备的寿命及运行效率,严重时还会导致电力事故的发生。
三相不平衡的原因主要有三个方面:一是负荷不平衡,即各相负荷不相等;二是电压不平衡,即各相电压不相等;三是电源不平衡,即三相供电中级联点接触不良或供电变压器中绕组有故障。
如何解决低压配电网的三相不平衡问题呢?具体措施如下:1. 负荷平衡负荷平衡指的是让三相负荷尽量均匀,避免出现负荷不平衡。
实际操作中,可以通过重新调整线路,或者配置合适的自动化设备来完成负荷平衡。
另外,还可以鼓励用户自行调整用电方式,减少电器设备的使用时间,尽量避免在峰值负荷期使用大功率电器等方式来实现负荷平衡。
2. 供电变压器的选择供电变压器的选择直接关系到三相不平衡问题的解决。
对于配电变压器,应根据负荷的特点选择合适的容量和规格,并保证各相电压基本相等;对于电源变压器,应确保各相电压基本相等。
3. 定期检测和检修在低压配电网中,定期检测和检修是非常必要的。
通过定期检测,可以及时发现配电系统中的问题,如电压不平衡、负荷不平衡等,并及时采取相应的措施予以解决。
4. 配置合适的自动化设备自动化设备可以实现低压配电网中的远程监测、控制和保护等功能,可以在三相不平衡时自动调整电力系统的运行状态,提高系统的稳定性和效率。
综上所述,三相不平衡问题是低压配电网中比较普遍的问题,但同时也是可以通过一系列的措施来解决的。
对于电力公司和用户而言,加强检测、检修和配置自动化设备等方法可以更好地解决三相不平衡问题,提高电力系统的运行效率和稳定性。
电力需求侧三相不平衡治理的理论及应用
发表时间:2018-05-31T10:16:14.573Z 来源:《电力设备》2018年第2期作者:李秀华1 郭继伟1 王子琪2 岳昕贝2 [导读] 摘要:针对电力需求侧普遍存在的三相不平衡问题,分析其成因及治理的必要性,介绍智能负载调节装置的技术原理及其在实际中的应用效果。
(1广西云涌科技有限公司广西南宁 530000;2广西高捷中加国际学校广西南宁 530000)摘要:针对电力需求侧普遍存在的三相不平衡问题,分析其成因及治理的必要性,介绍智能负载调节装置的技术原理及其在实际中的应用效果。
关键词:三相不平衡;智能负载调节
1、三相不平衡的成因及治理必要性
三相不平衡几乎存在于所有低压配电网台区,由于用户用电行为的不确定,早中晚、节假日、季节性等用电行为不同,尤其是近年来充电桩等各类大功率设备的接入,造成三相负荷变化频繁,甚至有些台区的三相不平衡度高达80%以上。
三相不平衡给电网带来的主要困扰有: ①增加配电变压器和线路的电能损耗;②降低配电台区中重载相的供电电压质量(引起低电压);③降低配电变压器的输出能力,电能转换效率下降(功率因数低);④引起中性点偏移,危及设备安全。
所以电网公司对用户的三相不平衡管理非常重视,国家电网及南方电网公司均要求低压配电台区三相不平衡度要小于15%。
2、三相不平衡治理装置
2.1技术原理
本文介绍一种低压配电网三相不平衡治理装置,它的原理是根据监测到三相线路的电流负载数据,将负载较重某相线路上的部分用电户,换接到负载较轻的单相线路上。
即实时跟踪监测线路电流负载,通过自动换相来实现线路负载电流的三相平衡。
如下图1所示,整套系统由1台主控器(安装在变压器出线侧)和若干台自动负载调节装置(安装在线路分接处)组成。
图1 系统原理图
要实现最佳负载自动调节、使得电流的三相不平衡度降低到15%之内,需要主控器根据变压器出线侧电流及控制器电流计算出最优负载调节方案,生成换相指令,通过载波或无线通信方式发送给负载调节装置,负载调节装置接受并执行换相指令,有载动态调节三相不平衡度。
2.2关键技术
智能负载调节装置需要将高负荷相的一部分用电户切换到低负荷相,切换速度为毫秒级。
为保障电网的安全可靠,有以下关键技术:
1)严禁相间短路。
必须是确保一相断开后再接入另一相,相间短路会造成严重事故。
2)换相时间最短。
为不影响用户用电,换相时间要求越短越好,一般不超过10ms。
3)为了减少涌流、电弧对设备的冲击,基于“电流过零切除,电压过零投入”的原则,调节装置要求做到“过零换相”。
我们知道,我国的三相交流电频率为50Hz,周期为20ms,如下图2所示:
4)保证设备的高可靠性,需选用高可靠性器件,开关器件要求机械寿命800万次以上,电气寿命100万次以上。
2.3效果计算
三相负载自动调节装置,在实现各相负载均衡的同时也提高了变压器侧的平衡度,从而降低的线损和变损。
1.三相不平衡造成变压器损耗
变压器的有功损耗和无功损耗为:
其中:
S:负载功率;Sa、Sb、Sc为各相功率,SN:变压器额定容量
△P0:变压器空载损耗;△Ps:变压器短路损耗;Us%:变压器短路阻抗;I0%:变压器空载电流。
显然,Sa2 + Sb2 + Sc2 ≥1/3(Sa + Sb + Sc)2
在变压器的总负荷不变的情况下,三相负荷平衡时,Sa=Sb=Sc=S/3,变压器的负载损耗最小。
当变压器运行在极限最大不平衡时,即Sa=S,Sb=Sc=0,变压器的负载损耗最大,是平衡时的3倍。
2.三相不平衡造成线路损耗
线路损耗计算公式为:△P =(IA2+ IB2+ IC2)*R
其中:△P0:变压器空载损耗;I:负载功率;IA、IB、IC为各相电流,R:线电阻
三相平衡时,IA = IB = IC = I,△P =3I2R为最小。
极限情况下,IA = 3I,IC = IB =0,则△P =9I2R为最大,此时低压侧负载最大不平衡时输电线路的损耗是平衡时的3倍。
综上所述,三相不平衡治理,可以有效减小变损和线损,达到节能效果。
3、应用效果
贵州某供电局一容量为250KVA台区存在严重的三相不平衡问题,并由此引起用户低电压投诉,是一例典型的需求侧电能质量问题。
用电能质量分析仪在台区变压器出线电流监测数据显示,C相电流严重偏高,有过载现象发生。
对该相线路部分用电户电压测量,电压偏低。
晚高峰时,该部分用电户电压更是低至180V以下,严重影响用户正常用电。
根据现场勘查计算,我们安装了1台控制器及6只智能负载调节装置。
为对比装置投运前后的情况,我们使用电能质量分析仪对该台区
低压侧进行了数据采集及分析对比,其电流、电压数据及波形对比如图4a(b)、5a(b)所示。
通过对电流数据分析看出,改造前,选取时段的三相电流分别为:A相206.0A、B相183.3A、C相399.5A,C相电流明显高于A、B 相,且已超过了变压器的额定电流,三相不平衡度达了54%。
加装智能负载装置调节用电负荷后,三相电流分别为A相299.1A、B相
267.5A、C相281.8A,三相不平衡度降到了10%左右。
通过对电压数据分析看出,改造前,选取时段的三相电压分别为:A相265.8V、B相237.5V、C相201.9V,A相电压远高于国家电压标准的7%。
而C相电压偏低,C相远端用户电压则更加偏低(高峰时段常常低于180V引起投诉)。
加装调节装置后,三相电压分别为A相
228.8V、B相232.8V、C相226.7V,均满足国家标准。
综上所述,智能负载装置不仅能够改善三相不平衡问题,还有效地解决了单相过载及低电压问题。
4、结束语
本文通过实际应用,研究验证了的智能负载调节装置可以通过用电负荷有载调节,能够有效的解决三相不平衡问题,同时也能解决因负荷用电不均衡而引起的电压偏高或偏低的问题。
三相不平衡治理是需求侧电能质量管理的重要内容,它不仅有效降低了变压器的损耗,同时也降低了线损。
提高了供用电质量和配网系统的稳定性,也提高了电网设备运行的可靠性和安全性。
参考文献:
国家电网合运检三[2017]68号文《国网运检部关于开展配电台区三相负荷不平衡问题治理工作的通知》
1)发改能源〔2015〕1899号《关于加快配电网建设改造的指导意见》
2)GB12325-2008-T《电能质量供电电压允许偏差》
3)GBT15543-2008《电能质量三相电压不平衡》
4)DL/T699-2005《城市中低压配网改造技术导则》
5)Q/GDW 462-2010《农网建设与改造技术导则》
6)Q/GW1519-2014《配电网运维规程》
作者简介:李秀华,女,1984年5月生,壮族,广西南宁人,广西云涌科技有限公司,本科学历,学士学位,研究方向:电能质量产品及节能技术。
作者简介:郭继伟,男,1983年9月生,汉族,广西合浦人,广西云涌科技有限公司,专科学历,研究方向:电能质量产品及节能改造技术
作者简介:王子琪,女,2001年1月生,汉族,山东济南人,广西高捷中加国际学校作者简介:岳昕贝,女,2000年12月生,汉族,安徽凤台人,广西高捷中加国际学校。