[实用新型]低压台区变三相负载自动平衡系统

说明书

技术领域：

本实用新型属于电力配电技术领域，具体涉及一种低压台区变三相负载自动平衡系统。

背景技术：

随着我国现代工业发展不断加快，电力系统中不平衡非线性负荷也随之增多。通常情况下，电网三相不平衡长时间运行，会严重影响电网电能质量，并且对供电和用电双方都将产生不利影响，如在生产、生活用电中，受三相不平衡的影响，变压器处于不对称运行状态，造成变压器的损耗增大，并且三相负载不平衡还会造成变压器零序电流过大，局部金属性升温增高，甚至会导致变压器烧毁；在用电设备侧，由于电压的不平衡性必然会导致数倍电流不平衡的发生，容易引起用电设备的温度上升、能耗增加等，并最终导致用电设备使用寿命缩短，加速设备部件更换频率，增加设备维护的成本。因此，电力系统中应该尽量避免和解决三相不平衡问题。

在我国电力系统中，由于电力负荷的不均匀分布，台区低电压、三相不平衡问题较为常见，并且已逐渐成为线路管理人员工作中经常遇到的难题。低压电网的三相平衡问题逐渐成为困扰供电单位的主要问题之一。

低压电网大多是经10/0.4kV变压器降压后，以三相四线制的形式向用户供电，是一种三相生产用电与单相负载混合用电的供电网络。在装接单相用户时，为了防止出现负荷三相不平衡问题，供电部门应该将单相负载均衡地分接在A、B、C三相上。但是，在实际工作及运行中，由于线路的标志、接电人员的疏忽、单相用户的不可控增容、大功率单相负载的接入以及单相负载用电的不同时性等原因，都会造成三相负载的不平衡。

智能电网中，电力系统三相不平衡问题是指三相电源各相的电压或相角大小不相等，属于基波负荷配置问题。三相不平衡问题的产生与用户负荷特性、电力系统的规划、负荷分配等相关。

我国电力系统《电能质量三相电压允许不平衡度》(G B/T15543‐1995)标准明确规定：电力系统公共连接点(PCC点)稳态、正常运行方式下不平衡允许值为2％，暂态不得超过4％。

通常情况下，电力系统如果长时间处在不平衡运行中，则供电系统容易出现如下问题：

1)线路的有功功率或电能损耗增加。三相负荷不平衡时，各相的负荷电流不相等，就在相间产生了不平衡电流，这些不平衡电流除了在相线上引起损耗外，还将在中性线上引起损耗，这就增加了总的线损。

2)配电变压器的电能损耗增加。在配电变压器输出的容量相同的情况下，低压三相负荷电流不平衡比平衡时，变压器的电能损耗大。

3)配电变压器的出力降低。配电变压器容量的设计和制造是以三相负载平衡条件确定的，如果三相负载不平衡，配电变压器的最大出力只能按三相负载中最大一相不超过额定容量为限，负荷轻的相就有富余容量，从而使配电变压器出力降低。

4)配电变压器的运行温度升高，使用寿命缩短。对于三相四线制系统，三相负荷不平衡时，中性线会有电流流过。当中性线电流过大时，零序电流所产生的零序磁通会在油箱壁及钢结构件中通过，引起较大的电能损耗，从而使配电变压器运行温度升高，加快变压器内部绝缘老化。更严重时中性线电流可能会超过允许载流量，中性线被烧断，三相电压相差极大，负载轻的一相上电压过高，甚至达到线电压，容易导致配电变压器故障。

5)中性点发生位移，配电变压器三相电压失衡。三相负载不平衡，中性线有零序电流通过在铁芯中产生零序磁通，但得不到由一次侧磁通的抵消，并重叠在原有正相序的主磁通上。这个零序磁通会在一、二次侧线圈中感应出零序电势，并叠加在各相的端电压上，造成三相电压不对称，使中性点产生位移。三相中负载大的相电压就降低，而负载小的相电压就升高。

基于以上的存在问题，电力系统中通常的改进措施为根据线路实际负荷情况，采取人工定期改线方式对负荷进行调整，但由于用户用电负荷的不同时性，在调整运行一段时间后仍然会出现三相不平衡的问题，很难达到智能电网对负荷瞬时调整的要求。因此，研发一种能够自动、智能式平衡相间负荷的装置，能够实时、快速、有效地解决电力系统中的三相不平衡问题成为必要。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种低压台区变三相负载自动平衡系统，通过采集被监测线路三相电压电流的变化，来实时评估三相负荷线路的不平衡度，根据三相负荷线路的不平衡度来控制三相监测线路的负荷切换，从而达到实时平衡三相负荷的目的。