在低壓配電中,不僅有三相用電設(shè)備,也有大量的單相和兩相用電設(shè)備;不僅有線性負載,也有非線性負載。由于大量的單相負載或者非線性負載存在,所以三相不平衡是非常常見的。在低壓配電中為了讓三相平衡,我們盡可能把單相負載按照功率及性質(zhì)均分在三相火線上。
三相平衡判斷
我們通常所說的三相不平衡都是指三個火線中每根火線上所帶負載功率不一致。我們都知道功率的計算公式為:
從功率計算公式可以看出,功率大小和電壓、電流、功率因素有關(guān)。三相電壓波動及偏差很小,幾乎可以認為是不變的。一般三相線路中兩相設(shè)備占比少,所以三相功率因素也幾乎一致。所以可以通過監(jiān)測三相電流來判斷三相是否平衡。
在低壓配電柜上,我們經(jīng)?梢钥吹饺齻電流表。從這三個電流表的數(shù)值就可以反映出三相功率是否平衡。實際上由于三相電流非常大,電流表不可能造那么大,所以配電柜上的電流表都是接在電流互感器上。
三相平衡處理
根據(jù)相關(guān)標準,三相配電線路要求電流不平衡度控制在10%以內(nèi),當三相電路偏差超過10%就需要進行處理。
當三相不平衡時,我們要根據(jù)相應(yīng)的原因來選擇合適的處理方法。一般三相不平衡產(chǎn)生的主要原因有三相負荷分配不平均,接地故障,某相斷線,諧振,各相功率因素不一致等。
1. 三相負荷分配不均
我們都知道三相線路中有很大單相或者兩相負載,并且它們用電是一直波動的。這個一般是設(shè)計上的問題。
比如某宿舍樓一樓全部是A車間員工,并且采用A相火線;二樓全部是B車間員工,并且采用B相火線;三樓全部是C車間員工,并且采用C相火線。當A車間下班時,一樓用電激增,而二樓和三樓用電卻很少。同樣,當B車間下班時,二樓用電激增,而一樓和三樓用電卻很少。這樣就造成三相不平衡。那么我們可以把相同時間段下班的員工,分散安排在各層即可解決這個問題。
2. 接地故障/斷線
當某一相出現(xiàn)接地故障或者斷線時,那么該相的電壓會下降非常多。三相電壓不平衡,那么電流自然也就不平衡了。
3. 諧振
隨著工業(yè)的飛速發(fā)展,非線性電力負荷大量增加,某些負荷不僅產(chǎn)生諧波,還引起供電電壓波動與閃變,甚至引起三相電壓不平衡。這種情況就需要采用濾波器了。
4. 各相功率因數(shù)不一樣
現(xiàn)在三相線路中有很多兩相負載,比如單相380焊機等。它們的存在會造成各相功率因素不一樣,那么各相電流也會不一致。如果是這種原因?qū)е氯嗖黄胶,可以采用智能補償。它可以同時補償三相線路的功率因素,也可以單獨對某一相進行功率補償。實際應(yīng)用表明,可使三相功率因數(shù)補償?shù)?.95以上,使不平衡電流調(diào)整到變壓器額定電流的10%以內(nèi)。
三相不平衡危害
三相不平衡會造成中性線電流變大,中性線電位升高,線路損耗增加。特別是如果中性線斷線,就會造成某相電壓升高很多,某相電壓降低很多。電壓升高的一相上的負載會燒壞,電壓低的一相設(shè)備無法工作。
三相不平衡也會造成變壓器損耗的增加,因為配電變壓器的功率損耗是隨負載的不平衡度而變化的。三相不平衡也會造成三相電壓偏差變大,從而讓三相用電設(shè)備效率變低。