浅谈三相交流电负载平衡的效益

摘要 通过在多年的电工电子实训教学工作，积累了大量的实践经验，本文就是通过三相交流负载平衡原理，对改造后DJDDW50KVA三相稳压电源供电线路负载平衡进行了阐述，从而提高功效，保证供电质量，创造更多的效益。

关键词 交流电 负载平衡效益

一、三相交流电源负载不平衡引发的问题

随着我校计算机数量的增加和显示屏尺寸的加大，以及计算机设备对电源质量要求较高的情况下，原有的三相交流50KVA的两台DJDW稳压电源设备经常出现前端开关烧毁和断电等现象。经过多次调查发现，是由于当时室内计算机是利用原来墙壁上的电源供电，就使得三相交流稳压电源不能不出现在某相有超载或轻载现象，使三相交流稳压供电不平衡，使三相交流稳压电源系统供电工作极不稳定。严重影响了正常教学秩序的进行。

二、通过三相负载平衡，提高三相交流稳压电源的功效

为有效解决我校计算机房三相交流稳压电源严重不平衡的问题，让我校计算机房三相交流稳压电源充分发挥出应有的效率，为了有效的节约资金，根据供电负载平衡原理，其运用解决方式如下：三相四线制可输送两种电压：一种是端线与端线之间的电压叫线电压，另一种是端线与中线之间的电压叫相电压。三相负载做星形连接，在对称三相电压作用下，流过对称三相负载中每相负载的电流相等。流过中线的电流为零。

由基尔霍夫定律得知：中线电流in＝i1＋i2＋i3 对应的矢量式IN＝I1＋I2＋I3可知三相对称负载星形连接时的中线电流为零。那么在三相交流电路中，三相负载消耗的总电功率为各相负载消耗功率之和：

所以在此三相交流电路中，只要三相负载对称，平衡供电，每相都可以提供给75A额定电流。每台计算机额定电流是1.4A，但实际测量17寸显示器计算机工作电流在0.8A—1A之间，那么每相稳压单相电源可带75—93台电脑。每台50KVA的三相交流稳压电源，如在三相负载平衡的情况下，带240台电脑符合用电要求，这样提高功率1／4倍。应该说按三相负载平衡情况下带270台电脑也没问题，那就是提高功率1／3倍。我将两台稳压电源所带动的机房都进行了线路平衡改造，由原来的只能带6个微机室360台电脑增加到带8个微机室480台电脑。既保障了教学秩序的正常进行，又为学校节约了资金。不仅使480台计算机的电源得到有效的保证，并且还留有40台计算机电源使用余量，做为用电安全保护系数。

三、改造电源供电平衡电路

如何改造我根据三相负载平衡原理，并对照以前供电情况提出了新的供电方案，新的电路改造方案。当时有6个计算机室，大的计算机室103台电脑，小的计算机室38台计算机，计算机室用三相交流稳压电源按三相负载平衡原理供电，再根据计算机室的特点，为其设计电路。以103台计算机为例，每个计算机室有一台服务器和一台教师用计算机在前排面对着学生。学生计算机横有13排，每排8台计算机，竖排4排，（横13×8＝104）靠墙两侧各一排（2台计算机）每侧26台计算机，中间两竖排并在一起（4台计算机）中间共有52台计算机，总共为106台计算机。考虑到教师用计算机和服务器的应用特点，单独用开关控制，每个插排供两台计算机用电（每个插排由四个三孔插座组成）。每个计算机房电源控制箱靠北墙（每个计算机房电源控制箱的电源是由2台DJDW 50KVA三相交流稳压电源组成的稳压电源室提供），室内电源控制箱是由1个三相空气断路器作为室内计算机总电源控制开关，A、B、C、三相室内计算机供电线路分别由3个单相空气断路器分别实施控制。I路由A相空气断路器控制供电，Ⅱ路由B相空气断路器控制供电，Ⅲ路由C相空气断路器控制供电。

通过改造使原来的两台DJDW三相交流50KVA稳压电源仅供360台计算机，还会经常出现提供电源断电故障，后经供电线路平衡改造后，增加到480台电脑。照原来设备增加容量1／4倍。还留有增加设备负载的余量，作为安全系数，还能确保安全。这些说明什么，说明利用一些原理和技术的应用就能发挥一些设备的自身的能量，使其发挥最大效率，达到节约资金的目的和效果。

从以上的线路改造和实际应用，应该说其实际的功率提高是远远超过这些，因为计算机机型的换代，显示器300台由原来的15英寸，全部更换为17英寸，每台计算机实际工作电流大约增加0. 1A—0.2A，实际工作电流无形中其电流增加了。可以发现改造后的两台DJDW50KVA的三相交流稳压电源供电的平衡电路，增加的容量可以说远远不止1／4倍。在我校计算机房中的480台计算机全部采用17英寸显示器的情况下，完全经住了考验。可以说不但节约了近5万元的资金，也使供电线路更加流畅，确保了正常的教学秩序的需要。达到了充分利用设备让设备发挥最大的效率、实现节约资金的目的、应该说利用三相负载平衡原理的效果是显著的。

参考文献：

［1］电工学（劳动部培训司组织编写通用教材）.

［2］刘景昌，孙方汉.变电站运行操作与维护.