不平衡電流的危害
簡介: 電網(wǎng)中的不平衡電流會增加線路及變壓器的銅損,增加變壓器的鐵損,降低變壓器的出力甚至會影響變壓器的安全運行,會造成三相電壓不平衡因而降低供電質(zhì)量,甚至會影響電能表的精度而造成計量損失。 理論研究證明:在輸出同樣功率的情況下,三相電流平衡時變壓器及線路的銅損最小,也就是說:三相不平衡現(xiàn)象增加了變壓器及線路的銅損
關鍵字:不平衡
電網(wǎng)中三相間的不平衡電流是普遍存在的,在城市民用電網(wǎng)及農(nóng)用電網(wǎng)中由于大量單相負荷的存在,三相間的電流不平衡現(xiàn)象尤為嚴重。對于三相不平衡電流,除了盡量合理地分配負荷之外幾乎沒有什么行之有效的解決辦法。正因為找不到解決問題的有效辦法,因此反而不被人們所重視,也很少有人進行研究。
電網(wǎng)中的不平衡電流會增加線路及變壓器的銅損,增加變壓器的鐵損,降低變壓器的出力甚至會影響變壓器的安全運行,會造成三相電壓不平衡因而降低供電質(zhì)量,甚至會影響電能表的精度而造成計量損失。
理論研究證明:在輸出同樣功率的情況下,三相電流平衡時變壓器及線路的銅損最小,也就是說:三相不平衡現(xiàn)象增加了變壓器及線路的銅損。
不平衡電流對系統(tǒng)銅損的影響
設某系統(tǒng)的三相線路及變壓器繞組的總電阻為R。如果三相電流平衡,IA=100A,IB=100A,IC=100A,則總銅損=1002R+1002R+1002R=30000R。
如果三相電流不平衡,IA=50A,IB=100A,IC=150A,則總銅損=502R+1002R+1502R=35000R,比平衡狀態(tài)的銅損增加了17%。
在更為嚴重的狀態(tài)下,如果IA=0A,IB=150A,IC=150A,則總銅損=1502R+1502R=45000R,比平衡狀態(tài)的銅損增加了50%。
在最嚴重的狀態(tài)下,如果IA=0A,IB=0A,IC=300A,則總銅損=3002R=90000R,比平衡狀態(tài)的銅損增加了3倍。
不平衡電流對變壓器的影響
現(xiàn)有的10/0.4KV的低壓配電變壓器多為Yyn0接法三相三柱鐵心的變壓器。這種類型的變壓器,當二次側負荷不平衡且有零線電流時,零線電流即為零序電流,而在一次側由于無中點引出線因此零序電流無法流通,故零序電流不能安匝平衡,對鐵心而言,有一個激磁零序電流,它受零序激磁阻抗控制,根據(jù)磁路的設計,這一零序激磁阻抗較大,零序電流使相電壓的對稱受到影響,中性點會偏移。
由計算得知,當零線電流為額定電流的25%時,中性點移位約為額定電壓的7%。國家標準GB50052-95第6.08條規(guī)定: “當選用Yyn0結線組別的三相變壓器,其由單相不平衡負荷引起的電流不得超過低壓繞組額定電流的25%,且其中一相的電流在滿載時不得超過額定電流值。”由于上述規(guī)定,限制了Yyn0結線配電變壓器接用單相負荷的容量,也影響了變壓器設備能力的充分利用。
并且,對三相三柱的磁路而言,零序磁通不能在磁路內(nèi)成回路,必須在油箱壁及緊固件內(nèi)形成回路,而油箱壁及緊固件內(nèi)的磁通會產(chǎn)生較大的渦流損耗,因而使變壓器的鐵損增加。當零序電流過大導致零序磁通過大時,由于中性點漂移過大會引起某些相電壓過高而導致鐵心磁飽和,使鐵損急劇增加,加上緊固件過熱等因素,可能會發(fā)生任何一相電流均未過載而變壓器卻因局部過熱而損壞的事故。
由于Yyn0結線組的配電變壓器與的零序激磁阻抗較大,因此零線電流會造成較大的電壓變化,形成比較嚴重的三相電壓不平衡現(xiàn)象,不但影響單相用戶,對三相用戶的影響更大。
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