三相不平衡電流的危害

   日期：2019-08-19

電網中三相間的不平衡電流是普遍存在的，在城市民用電網及農用電網中由于大量單相負荷的存在，三相間的電流不平衡現象尤為嚴重。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小，也就是說：三相不平衡現象增加了變壓器及線路的銅損。
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不平衡電流對系統銅損的影響：

設某系統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=100*100R+100*100R+100*100R=30000R。
如果三相電流不平衡，IA=50A，IB=100A，IC=150A，則總銅損=50*50R+100*100R+150*150R=35000R，比平衡狀態的銅損增加了17%。

在更為嚴重的狀態下，如果IA=0A，IB=150A，IC=150A，則總銅損=150*150R+150*150R=45000R，比平衡狀態的銅損增加了50%。

在嚴重的狀態下，如果IA=0A，IB=0A，IC=300A，則總銅損=300*300R=90000R，比平衡狀態的銅損增加了3倍。?

不平衡電流對變壓器的影響：

現有的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%。國標GB50052-95第6.08條規定: “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?！庇捎谏鲜鲆幎?，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成回路，必須在油箱壁及緊固件內形成回路，而油箱壁及緊固件內的磁通會產生較大的渦流損耗，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象，不但影響單相用戶，對三相用戶的影響更大。