浅析三相负荷平衡降损的原因及其应用

在配电台区中，配电变压器担负着配电和送电的重要任务，是配电台区的中心枢纽；配电台区的输电线路网络则是为配电变压器传输电能的通道。科学、合理的输电线路网络结构是配电变压器的安全、优质和低损耗供电的重要保证。而三相负荷平衡既是衡量配电台区的输电线路网络结构合理性的重要依据，也是配电变压器正常运行的基本要求。三相负荷否平衡不仅关系到配电变压器供电的可靠性和稳定性，而且关系到配电变压器供电的损耗率。

1、三相负荷平衡降损的原因

三相负荷平衡降损的实质就是通过改善或改变配电台区输电线路网络的结构，使三相负荷平均分配，从而达到减少配电变压器损耗的目的。针对这一点，我们可以从数学理论定理中找到理论依据。

假设X、Y、Z 3个数都大于或等于零，那么X+Y+Z≥3（X*Y*Z）0.5。而且当X=Y=Z时，代数和X+Y+Z取得最小值。

因此我们可以假设配电变压器的损耗分别为：Qa=Ia2R 、Qb =Ib2R、Qc =IC2R，则配电变压器的损耗表达式为：

Qa+ Qb+ Qc≥3【（Ia2R）*（Ib2R）*（IC2R）】0.5

由此可知，配电变压器在负荷不变的情况下，当Ia=Ib=IC（即三相负荷达到平衡）时，配电变压器的损耗最小。

其中Qa、Qb、Qc分别为配电变压器的三相损耗，Ia、Ib、IC 分别为配电变压器二次负荷相电流，R为配电变压器的相电阻。

变损分析：

（1）当配电变压器运行在三相负荷平衡时，即Ia=Ib=IC时，Qa= Qb=Qc=3Ia2R。

（2）当配电变压器运行在三相负荷最大不平衡时，即Ia=3I，Ib=IC=0时，Qa= Ia2R=（3I）2 R=9I2R= 3（3I2R）。

通过上述比较，可以看出，配电变压器处于三相负荷最大不平衡运行状态时的变损是处于三相负荷平衡时的3倍。因此，调整台区三相负荷分布，使其达到平衡是降低配电变压器损耗的一个重要措施。

2、如何实现三相负平衡

实现三相负荷平衡涉及到两方面的问题：一是，如何发现三相负荷不平衡问题及如何促进这一问题的解决；二是，采取何种办法进行解决。这实际上涉到管理和技术两方面的问题。因此，实现三相负荷平衡的措施分为管理措施和技术措施两种。

（1）实现三相负荷平衡的管理措施。实现三相负荷平衡的管理措施就是通过建立、健全三相负荷平衡的监视制度和制定相应的考核办法，促使有关管理人员有效监视变压器三相负荷的变化。由于三相负荷平衡供电不仅影响到变压器的安全，而且直接影响到一个供电企业的经济效益，因此，三相负荷平衡供电已成为线损管理工作的重点。如一些供电企业已建立了“月份考核，季度调整”的三相负荷平衡管理制度，这是值得借鉴和推广的。如何有效地监视配电变压器三相负荷的变化，并及时进行相间负荷调整。我认为必须建立行之有效的制度，才能保持该项工作执行的持久性和有效性。

（2）实现三相负平衡的技术措施。实现三相负荷平衡的技术措施就是通过改善或改变输电线路网络的结构，以达到实现三相负荷平衡的目的。存在三相负荷不平衡的输电线路情况有2种：一是，通过局部调整而进行改善的输电线路；二是，需要进行改造的输电线路。对于第一种情况，只需通过局部相间负荷进行调整就可以解决。但调整后，应重新测量变压器三相负荷。直到调整至平衡为止。对于第二种情况，必须严格依照三相负荷平衡的原则进行规划。为了使所改造的台区达到三相负荷平衡的目的，设计者应做好以下几方面的工作：其一、必须了解设计前所改造台区的负荷变化规律和负荷的分配情况；其二、必须对所改造台区进行现场勘测，掌握负荷的分布情况；其三、规划时，必须从整体出发，并严格按三相负荷平衡的原则进行布线，尽量使三相四线深入到各重要负荷中心；其四、为了确保设计线路真正达到三相负荷平衡的目的地，工程竣工投运后，应重新测量三相负荷的分配情况，如三相负荷不平衡时，应及时进行调整。

3、判断三相负荷平衡的一般方法

（1）可以通过对比当月配电变压器总表的电量，了解三相负荷的分配情况。

（2）可以通过测量高峰负荷对配电变压器中性点的电流，判断三相负荷是否平衡。当三相负荷平衡时，中性线电流应为零。

（3）可以通过测量高峰负荷时配电变压器的三相负荷电流，判断三相负荷的分配情况；如变台装设有电流表及电压表，可以直接通过读取电流表的电流了解三相负荷的分配。

由于三相负荷平衡供电不仅可以降低配电变压器损耗，而且可以避免因三相负荷极不平衡供电而发热，烧毁变压器。从而确保了变压器的安全、优质和低损供电。因此，三相负荷平衡供电原则在线路改造工作和线损管理工作中，得到了广泛的应用。