谈谈农村低压电网三相负荷不平衡.doc

谈谈农村低压电网三相负荷不平衡农村低压电网三相负荷不平衡，是一个常谈常新的课题，过去我们从影响低压线损的角度讨论的较多。本文拟从农村低压电网三相负荷不平衡的危害、形成和改善三个方面谈一点认识，与各位从事农电工作的专家商榷，供各位同仁参考。一、农村低压电网三相负荷不平衡的危害（一）危及队伍稳定农村低压电网三相负荷不平衡，导致线损（低压线损、配变损失和10kV线路损失）增加人人皆知，但如果说“危及农电工队伍的稳定”听起来好像有点吓人。那么，我们如果看一看目前普遍实施的农村线损管理、考核办法（低压线损承包制或线损指标考核制），再看看农村电网现状（自1998年农网改造至今已八年多，线路设备逐渐老化，导线半径相对偏小普遍存在）和一味追求所谓的一流指标，就不会觉得是夸大其词了吧。（二）危害电气设备1、降低配变寿命大家知道当变压器在三相平衡负载下运行时：Iu=Iv=Iw=I，QuQvQw=3I2R；但变压器在不平负衡负载下运行确存在诸多危害，对配变的危害主要有：假设变压器在最大不平负衡负载下运行，即Iu=3I时，变压器负荷相电流是在平衡负载下运行的3倍。此时，很可能造成变压器绕组和变压器油的过热。绕组过热，绝缘老化加快；变压器油过热，加速油质劣化，变压器的绝缘性能迅速降低。随之带来的是配变寿命的降低（有资料显示变压器温度每升高8，使用年限将缩短近50%），变压器长期在不平负衡负载下运行还可能造成绕组烧毁。在三相负荷载不平衡条件下运行的变压器，必然会产生较大零序电流，而变压器内部零序电流，势必在铁心中产生零序磁通，零序磁通在变压器的油箱壁或其他金属构件中构成回路。但配电变压器的这些金属构件均为非导磁部件，则由此引起的磁滞和涡流损耗使这些部件发热，致使变压器局部金属件温度异常，严重时将导致变压器运行事故。2、导致610kV线路跳闸增加我们知道610kV线路主保护多为过流保护，当低压电网三相负荷严重不平衡时，将引起610kV某相电流过大，线路过流保护动作跳闸，导致停电次数增加，同时变电站的开关设备频繁动作也将降低其使用寿命。3、烧断低压导线或烧毁低压设备烧断低压导线：在三相四线制系统中，理想状态是负荷平均分配到三相上，即每相的电流为I，中性线电流为零。假设在最大不平衡时，即某相为3I，另外两相为零时，中性线电流也为3I，也就是说线路在最大不平负衡载下运行时，线路的相电流是在平衡负载下运行的3倍。由发热量Q0.24I2Rt，知电流增为3倍，发热量增9倍，最大电流相导线温度直线上升，致使导线连接处、薄弱处烧断，酿成线路断线事故。同理，由于三相负荷严重不平衡造成中性线电流增大（中性线导线截面一般应按相线截面的50%70选择），严重发热，直至烧断。烧毁低压设备：我们知道低压配电屏配置的电气设备过载能力都较低，加上导线与设备的连接不规范，由于三相负荷不平衡造成空气断路器或交流接触器动作造成停电，甚至重负荷相损伤、整机损坏等后果。3、影响客户的生产、生活质量三相负荷不平衡，一旦一相或两相畸重，必然引起线路中的电压变化，降低电能质量，影响用户的生产、生活质量。这些众所周知的道理，在此就不必赘述了。4、降低企业的效益影响企业声誉供电企业“供电到户，抄表到户、收费到户、服务到户”后，农村低压电网资产全部由供电企业运行维护、检修和更换。由于农村低压电网三相负荷不平衡造成线损电量增加、低压配电装置损坏和变压器烧毁、线路烧断等线路设备故障的发生，不但增加企业的供电成本，而且更换设备、停电检修增加停电，既降低供电企业的经济效益，又影响供电企业的声誉，同时，随着人们法律意识的增强，临时停电给农村养殖户造成较大的经济损失时，一经诉讼至法庭，赔偿少则十几万，多则几十万在所难免。农村低压电网三相负荷不平衡危害如此之严重，危及如此之广，那么形成的原因有哪些呢？二、形成三相负荷不平衡的原因农村低压电网三相负荷失衡的原因，站在不同的角度，可能会找出不同的原因，但归结起来主要原因有三。首先是农网改造规划设计的原因。回过头来看，“两改一同价”主要是解决农村农民“用上电、用好电、用起电”的问题，因当时起步快、规模大、任务重、时间紧，加上资金有限，为了解决某一自然村的用电问题，一般多采用单相两线供电，尤其是在村民居住比较分散区域的台区，单相两线线路总长度大于400V线路总长度的现象屡见不鲜，农村低压电网三相负荷平衡问题基本没有考虑，或者说就没有考虑，从改造后台区投运的那一刻起，就或多或少的存在着农村低压电网三相不平衡的问题。其次是运行管理理念滞后造成的。经过农村电网改造，农村低压线路虽然仍多为三相四线制，但单相两线线路的增加了，这一看似简单的变化，没有被足够重视，更谈不上运行管理理念更新，在运行管理中，仍然沿袭网改前的管理经验或方法。如：为了完成低压线损考核指标，对于只有单相负荷且较小的三相四线线路，采用单相两线供电，进一步加重了三相不平衡度。第三是农村负荷构成发生巨变带来的。近年来，党的惠农政策不断增加和落实，农村经济飞速发展，使得农民生活普遍提高，农村用电负荷发生巨大的变化，主要表现在两个方面。1、单相负荷成为农村村镇用电的主要负荷随着农村经济的发展及种地“一免两补”和义务教育“两免一补”政策的落实，农民手头宽裕了，除家庭照明、视听、小水泵等常规电器增多外，大量的中、高档、大功率（多在8002000kW）的空调、电暖器、电磁灶、微波炉、电热水器、电水壶等，已进入寻常百姓家，单相负荷激增；另一方面，随着人们对新的生活方式的追求，方便食品（如方便面、挂面）在农村销售量增多，馒头加工、面条面皮加工专业化了，农副业加工减少了，农村用电单相负荷已成为农村村镇用电的主要负荷。据调查，农村用电单相负荷：在经济欠发达农村占到50%60，一般地区占总负荷的70以上，个别富裕村镇高达到90。在单相负荷急剧增长的情况下，若仍沿袭“单相负荷中间接（三相四线接中间两根）、下线方便不出错”的接线方式，不注意三相平衡，势必造成低压电网的三相不平衡度更大，低压电网技术状况更差。2、农村村镇用电负荷不再是电阻性负荷的家天下我们知道负荷分电阻性、电感性和电容性三种，但几乎所有的家用电器上标注都是有功功率，单按铭牌功率去接线，就很难实现理想的三相平衡，即中性线电流接近零。如某三相四线供电线路，测得相电压UU=UV=UW=220V，IU=IV=4A，IW=3.2A，IN=4.2A。为了验证IN的值，测得各相负荷的相位U=V=40，W=0，则ZU和ZV中必有一相为感性，一相为容性。设ZU为感性，ZV为容性，向量图如图1所示。IUIV=2cos20IU=7.5A则IN=IUIVIW=4.3A，理论计算和仪表测量结果基本吻合，说明中性线电流大确因三相负荷的性质不同所引起。以上，我们分析了农村低压电网三相负荷不平衡原因，尤其是管理意识滞后和负荷巨变，是我们需要进一步探讨和解决的问题。经验告诉我们：“找出问题产生的原因，问题就解决了50%。”相信各位同仁有许多行之有效的方法，笔者在此谈谈一点不成熟的想法与诸位探讨。三、平衡低压三相负荷（一）发扬过去行之有效的做法1、坚持就地平衡或就近平衡，向精细化管理要平衡：（1）把单相用电户分类，均衡地分配到三相上；（2）对较大户（如学校、村委等），要实现客户内部三相平衡；（3）摸清客的单相动力负荷接在哪一相，参与调整；（4）认真调查、收齐（全）资料、图表结合,规划调平三相负荷。2、勤观察、多测量。在做好就地、就近平衡的基础上，勤观察台区负荷的变化，多测量并做好记录，从中找出规律性的东西，拟订平衡方案，调整负荷分布以期达到:配电变压器出口三相电流不平衡度小于10，中性线电流不超过低压侧额定电流的25，低压主干线及主要分支线的首端三相电流不平衡度小于20。3、关注负荷突变、关注用电节变化。随着用户负荷增加或季节变化，及时调查、规划、调平，不断提高三相平衡度。（二）用两只眼睛看平衡过去我们在强调三相平衡时，中性线电流大小一般较少关注。这里所说的“用两只眼睛看平衡”，就是说在调整三相负载平衡时，既要着眼三相功率平衡又要重视中性线电流。（三）充分调动农电工的积极