三相不平衡有哪些危害?
1、增加线路的电能损耗
在三相四线供电网络中,当电流通过线路导线时,由于阻抗的原因会产生功率损耗,损耗与通过电流的平方成正比。当低压电网采用三相四线制供电时,由于单相负荷的存在,三相负荷不平衡是不可避免的。三相负载不平衡运行时,中性线会有电流通过。这样不仅相线有损耗,中性线也有损耗,增加了电网线路的损耗。
2、增加配电变压器的电能损耗
配电变压器是低压电网的主要供电设备。当它在三相不平衡负载下运行时,会导致配电变压器的损耗增加。因为配电变压器的功率损耗随着负载的不平衡而变化。
3、配变出力减少
配电变压器在设计时,其绕组结构是根据负载平衡运行条件设计的,其绕组性能基本相同,各相额定容量相等。配电变压器的最大允许输出受各相额定容量的限制。如果配电变压器在三相负载不平衡的情况下运行,负载较轻的相会有剩余容量,从而降低配电变压器的输出。其输出的降低程度与三相负载的不平衡程度有关。三相负载不平衡越大,配电变压器的输出越下降。因此,配电变压器在三相负载不平衡的情况下运行时,其输出容量达不到额定值,其备用容量相应减少,过载能力也随之降低。配电变压器在过载情况下运行,容易造成配电变压器发热,严重时甚至造成配电变压器烧损。
4、配变产生零序电流
配变在三相负载不平衡工况下运行,将产生零序电流,该电流将随三相负载不平衡的程度而变化,不平衡度越大,则零序电流也越大。运行中的配变若存在零序电流,则其铁芯中将产生零序磁通。(高压侧没有零序电流)这迫使零序磁通只能以油箱壁及钢构件作为通道通过,而钢构件的导磁率较低,零序电流通过钢构件时,即要产生磁滞和涡流损耗,从而使配变的钢构件局部温度升高发热。配变的绕组绝缘因过热而加快老化,导致设备寿命降低。同时,零序电流的存也会增加配变的损耗。
5、影响用电设备的安全运行
配变是根据三相负载平衡运行工况设计的,其每相绕组的电阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。当配变在三相负载平衡时运行,其三相电流基本相等,配变内部每相压降也基本相同,则配变输出的三相电压也是平衡的。假如配变在三相负载不平衡时运行,其各相输出电流就不相等,其配变内部三相压降就不相等,这必将导致配变输出电压三相不平衡。
同时,配变在三相负载不平衡时运行,三相输出电流不一样,而中性线就会有电流通过。因而使中性线产生阻抗压降,从而导致中性点漂移,致使各相相电压发生变化。负载重的一相电压降低,而负载轻的一相电压升高。在电压不平衡状况下供电,即容易造成电压高的一相接带的用户用电设备烧坏,而电压低的一相接带的用户用电设备则可能无法使用。所以三相负载不平衡运行时,将严重危及用电设备的安全运行。
6、电动机效率降低
配变在三相负载不平衡工况下运行,将引起输出电压三相不平衡。由于不平衡电压存在着正序、负序、零序三个电压分量,当这种不平衡的电压输入电动机后,负序电压产生旋转磁场与正序电压产生的旋转磁场相反,起到制动作用。但由于正序磁场比负序磁场要强得多,电动机仍按正序磁场方向转动。而由于负序磁场的制动作用,必将引起电动机输出功率减少,从而导致电动机效率降低。同时,电动机的温升和无功损耗,也将随三相电压的不平衡度而增大。所以电动机在三相电压不平衡状况下运行,是非常不经济和不安全的。
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