三相不平衡配電變壓器的危害及處理措施
1、增加線路的功率損耗。在三相四線制供電網(wǎng)絡中,當電流通過線路時,會因阻抗的存在而產(chǎn)生電能損耗,損耗與通過電流的平方成正比。當?shù)蛪弘娋W(wǎng)采用三相四線制供電時,不可避免地會因單相負載的存在而導致三相負載不平衡。當三相負載不平衡時,中性線會有電流。這樣不僅相線有損耗,中性線也產(chǎn)生損耗,從而增加了電網(wǎng)線的損耗。
2、增加配電變壓器的功率損耗。配電變壓器是低壓電網(wǎng)的主要供電設備。當它在三相負載不平衡的情況下運行時,會增加配電變壓器的損耗。因為配電變壓器的功率損耗隨著負載的不平衡而變化。
3、配電變壓器出力降低。設計配電變壓器時,繞組結(jié)構(gòu)根據(jù)負載均衡工況設計,繞組性能基本相同,各相額定容量相等。配電變壓器的允許輸出受各相額定容量的限制。如果配電變壓器在三相負載不平衡的情況下運行,輕載相會有剩余容量,這會降低配電變壓器的出力。輸出下降的程度與三相負載的不平衡有關(guān)。三相負載不平衡度越大,配電減少量越大。為此原因,當配電變壓器在三相負載不平衡時運行,其輸出容量達不到額定值,其備用容量相應減少,過載容量也相應減少。如果配電變壓器在過載情況下運行,很容易造成配電變壓器發(fā)熱,嚴重的甚至會造成配電變壓器燒毀。
4、配電變壓器產(chǎn)生零序電流。配電變壓器在三相負載不平衡情況下運行時,會產(chǎn)生零序電流,該電流會隨著三相負載不平衡的程度而變化。不平衡越大,零序電流越大。如果運行中的配電變壓器中存在零序電流,其鐵芯中將產(chǎn)生零序磁通。(高壓側(cè)沒有零序電流)這迫使零序磁通只通過罐壁和鋼構(gòu)件作為通道,鋼構(gòu)件的磁導率低。當零序電流通過鋼構(gòu)件時,會產(chǎn)生磁滯和渦流損耗,使配電變壓器鋼構(gòu)件局部溫度升高而發(fā)熱。配電變壓器繞組絕緣因過熱加速老化,導致設備壽命降低。同時,零序電流的存在也會增加配電變壓器的損耗。
5、影響電氣設備的安全運行。配電變壓器按三相負載均衡工況設計,各相繞組的電阻、漏抗和勵磁阻抗基本相同。配電變壓器在三相負載平衡的情況下運行時,三相電流基本相同,配電變壓器內(nèi)部各相的壓降也基本相同,所以由變壓器輸出的三相電壓配電變壓器也是平衡的。如果配電變壓器在三相負載不平衡時運行,各相輸出電流不等,配電變壓器內(nèi)部三相壓降不等,這勢必會導致配電變壓器的三相輸出電壓不平衡。同時配電變壓器在三相負載不平衡時運行,三相輸出電流不同,中性線會有電流。結(jié)果,中性線產(chǎn)生阻抗壓降,使中性點漂移,使各相的相電壓發(fā)生變化。重載相電壓降低,輕載相電壓升高。在電壓不平衡條件下供電時,容易造成用戶高壓單相接線的用電設備燒壞,而低壓單相接線的用戶用電設備可能無法使用。所以,
6、導致電機效率降低。配電變壓器在三相負載不平衡的情況下運行,會造成三相輸出電壓不平衡。由于不平衡電壓有正序、負序和零序三個電壓分量,當這個不平衡電壓輸入電機時,負序電壓產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與正序電壓產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場相反。順序電壓,起到制動的作用。影響。但由于正序磁場比負序磁場強很多,所以電機仍按正序磁場方向轉(zhuǎn)動。但由于負序磁場的制動作用,電機的輸出功率必然會下降,導致電機效率下降。同時,電機的溫升和無功損耗也會隨著三相電壓的不平衡而增加。因此,在三相電壓不平衡的情況下運行電機是非常不經(jīng)濟和不安全的。