低压三相不平衡成为热点问题的思考三

三相不平衡是电能质量的一个重要指标，是指在电力系统中三相电流（或电压）幅值不相等，或各相位差不是120°。造成三相不平衡的主要原因是三相负荷不均衡，属于基波负荷配置问题。三相不平衡轻则降低线路和配电变压器的供电效率，重则会因重负荷相超载过多，可能造成某相导线烧断、开关烧坏甚至配电变压器单相烧毁等严重后果。那么三相不平衡的治理方案都有哪些？不平衡治理装置在工程应用中可能会出现哪些问题？治理不平衡对供电电压偏差和线路损耗都有哪些改善？带着这些问题本刊记者特别采访了安徽大学教育部电能质量工程研究中心测试评估研究所所长朱明星副教授，请他就相关问题予以解答。

低压三相不平衡问题对策

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2017年底，您在“电能质量技术与标准研讨会”上对中国电源学会首批立项的电能质量团体标准《低压配电网有源型不平衡补偿装置》进行了解读和宣贯，那么下面请您就该标准中的重要条款与大家分享。

电能质量团体标准《低压配电网有源型不平衡补偿装置》中部分重要条款如下所述。

1）三相不平衡有源补偿装置的定义。利用电力电子变流技术主动补偿负载的基波不平衡电流（负序电流或零序电流），以消除或减少电网中的三相电流不平衡度，同时具备基波无功功率补偿功能的装置。

2）不平衡电流补偿率。装置接入后，已被补偿的不平衡电流（零序电流或者负序电流）与负荷产生的不平衡电流之比，用百分数表示。

3）不平衡补偿性能。在装置的额定补偿容量范围内（补偿量不低于额定补偿容量的50%），补偿后的不平衡电流补偿率不低于90%。

4）响应时间。从补偿对象开始阶跃突变到装置输出达到目标值的90%所需要的时间。

5）装置的补偿响应时间不大于20ms。

6）谐波特性。装置不进行谐波补偿时，额定容量下输出电流总谐波畸变率应小于3%。

7）额定损耗。装置额定有功损耗应不大于额定容量的3%。

8）噪声。在额定负载条件下，距离噪声源水平位置1m处，测得的装置噪声最大值不应大于70dB。

对电压偏差和线路损耗的改善

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三相不平衡治理对供电电压偏差和线路损耗都有哪些改善？

三相不平衡对供电电压偏差的改善，GB/T15543―2008《电能质量三相电压不平衡》中对低压系统零序电压限值暂不规定，但要求各相电压必须满足GB12325―2008《电能质量供电电压偏差》的要求。上述标准中这样要求，说明了低压配电网的不平衡度对电压偏差已经产生了较大的影响。对于TNS系统中大量使用的单相负荷，不可避免产生基波零序电流，基波零序电流在相线和中性线形成零序电压，较大的零序电压也会造成三相四线制系统中的某一相或者两相电压偏低，严重情况引起台区低电压问题，因此，三相负荷不平衡也是台区低电压的一种成因。在这些应用场合对不平衡治理可以改善和提高配电网的电压合格率，这些场合的不平衡治理应该是刚性需求。

三相不平衡对线路损耗的改善，应消除一点错误的认识：对三相负荷不平衡的零序和负序电流进行治理，减小的线路损耗就是负序和零序电流流过线路电阻分量所造成的损耗。线路损耗是基波电流流过线路造成的，从相量域来看，基波电流相量等于基波正序、负序和零序电流相量之和，不仅简单的认为在相线上消除基波负序和零序电流，对应线路损耗减小就是基波负序和零序电流流过线路所造成的损耗，实际损耗值要小于这样计算的结果。治理基波零序电流，可消除零序电流在中性线路造成的损耗。

完全补偿的情况下其治理装置接入点之前线路的三相电流完全平衡，基波零序和负序电压也为零，后端不平衡负荷的基波零序和负序电流只是在接入点之后的线路阻抗上产生零序和负序电压。治理装置接入点的选择应综合考虑对基波负序和零序治理所降低的线路损耗，减小不平衡源和治理装置之间的不平衡潮流路径是选择合适治理位置的参考。

建议

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最后，请根据您多年的研究经验，对低压配电网三相不平衡治理方面提点您的建议。

装置接入点的选择对不平衡治理效益产生直接影响，建议尽可能靠近负荷侧，同时应关注不平衡治理对配电供电电压偏差问题和低电压问题的改善情况。同时，为了规范不平衡治理的立项、装置选型和治理效果验收评价工作，应尽快统一低压配电网不平衡计算的方法，避免出现因算法不同造成计算结果不同，进而影响其后的各项工作。最后，应关注各种治理方案的优缺点，没有十全十美的方案，还应关注在微电网系统三相不平衡的治理对微电网运行效益的影响。

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