【正文】 = =（kW）3) 各相負荷的線電流和功率因數(shù)都不相等時，附加線損的計算公式為： () 某居民小區(qū)三相四線制供電干線，其干線和中線電路為，實測各相電流分別為,各項功率因數(shù)角分別為求附加線損。1)各相負荷的電流不等而功率因數(shù)相等時，附加線損的計算公式為： △P= ()式中 R—為干線電阻 Ro—為中線電阻 某居民小區(qū)照明干線各功率因數(shù)相同，干線電阻為R=，中線電阻，各相電流分別為，計算附加線損。三相電流不平衡時，線路功率增大的部分稱為線路的電流不平衡附加線損。當其定子鐵心或機座的自振頻率與100 Hz接近時，即使負序電流不大，附加振動也較大，此時就會成為限制負序電流的主要因素。運行和試驗表明，對汽輪發(fā)電機的附加振動很小，不是限制負序電流的主要因素。因此，水輪發(fā)電機較汽輪發(fā)電機有較高的不平衡度允許值。而在凸極發(fā)電機里，激磁繞組直接與空氣接觸，受轉(zhuǎn)子的表面損耗所產(chǎn)生的熱量的影響較小，特別是在有阻尼繞組的轉(zhuǎn)子里。這些損耗造成轉(zhuǎn)子溫升的提高。這些損耗包括在激磁繞組里感應的100 Hz電流所引起的附加損耗以及在轉(zhuǎn)子表面由于感應的渦流所產(chǎn)生的附加表面損耗。 綜上所述，在不平衡電壓作用下對感應電動機有如下影響：(1)定子的銅耗增加，其值為：；（2）負序磁場產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，從而降低電動機的最大轉(zhuǎn)矩和過載能力；(3)轉(zhuǎn)子的銅耗增加，而由于轉(zhuǎn)子與負序反轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)差率較大，使集膚效應增強，更使轉(zhuǎn)子銅損增大；(4)正、反轉(zhuǎn)磁場相互作用，建立脈動轉(zhuǎn)矩，可能引起電動機的振動。如果電動機的中性線接零，還會有零序電流通過，這個零相序的電流會在繞組上消耗電能而使電動機溫度升高。在實際工作中，負荷不平衡往往還伴隨著一、兩相過負荷，這樣很有可能燒壞配電變壓器。但配電變壓器設計時是不考慮這些金屬構(gòu)件為導磁部件，所以由此引起的磁滯和渦流損耗往往會造成這些部件發(fā)熱，致使變壓器局部金屬件溫度升高，嚴重時將導致變壓器運行事故。在三相負載不平衡運行下的變壓器，必然會產(chǎn)生零序電流。接線的配電變壓器運行時中線電流不能超過變壓器相、線電流的25%，這是由變壓器的結(jié)構(gòu)所決定的。聯(lián)結(jié)，低壓配電網(wǎng)格采用三相四線制，存在很多的單相負載，因此配電變壓器的三相不平衡運行是不可避免的。(2)三相負載不平衡運行會造成配電變壓器零序電流過大，局部金屬件溫升增高。當三相不平衡時，其允許最大出力只能按三相負載中最大一相不超過額定容量為限。本文主要針對三相不平衡對變壓器、電動機、發(fā)電機、輸電線路的危害進行分析與計算。對于通信系統(tǒng)，會增大干擾，影響正常通信質(zhì)量。(4)增加輸電線路的損耗。(2)使電動機定子的銅耗增加，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，從而降低電動機的最大轉(zhuǎn)矩和過載能力。故而選擇MATLAB仿真可以直觀的分析三相不平衡問題。它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學研究、工程設計以及必須進行有效數(shù)值計算的眾多科學領域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設計語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。 三相不平衡的分析方案對三相不平衡問題的分析是關系到電能質(zhì)量問題解決得一個重要環(huán)節(jié)，只有對所存在的三相不平衡問題進行正確的分析，才能清楚該三相不平衡問題的特性，進而采取相應的措施來解決這一電能問題。此時電機的阻抗只占聯(lián)系阻抗的一小部分，而阻抗中大部分為靜止元件（線路、變壓器）。工程上為了估計某個不對稱負荷在公共連接點上造成的不平衡度，可用下列公式 ％ （）式中 ——負荷電流的負序分量 U——線電壓 ——公共連接點的短路容量上式是基于公共連接點與電源間的聯(lián)系阻抗（Z）的正序與負序阻抗相等。為此，以BC邊為橫坐標，以BC邊的垂直平分線為縱坐標，則三相電量構(gòu)成的三角形各點的坐標分別為A(G,H)、B(L/2,0)、C(、P(0,、Q(0,、R(G,0)。接于公共接點的每個用戶，%.眾所周知，任何一組不對稱的三相相量(如電壓、電流等)和都可以分解為三組對稱的向量：即零序 ,=,；正序 負序 。(3)三相不平衡國家標準 電力系統(tǒng)公共連接點正常電壓不平衡度允許值為2%，短時不得超過4%。但單相系統(tǒng)可算是不平衡系統(tǒng)的典型例子，其功率在p(1+)和p(1－)之間波動，其中P代表系統(tǒng)的有功功率。 一個多相系統(tǒng)的不對稱性并不表明它一定是不平衡的。即m 2的對稱多相系統(tǒng)的功率瞬時值與時間無關，因此這樣的多相系統(tǒng)是平衡的。多相系統(tǒng)又可分為平衡的與不平衡的，前者功率瞬時值與時間無關，而后者功率瞬時值隨時間而變。(1)三相不平衡 根據(jù)電工理論，多相系統(tǒng)可分為對稱的和不對稱的兩大類。，要經(jīng)常測量配電變壓器出口和部分主干線的三相電流，發(fā)現(xiàn)不平衡，要及時調(diào)整，使三相電流始終保持在平衡或接近平衡狀態(tài)。，算出各用戶的平均負荷，由此為參考，重新調(diào)整三相負荷，制定出均衡方案，然后按照一定的工作程序，登桿進行分相調(diào)整。三相負荷不平衡時, 將三相電流進行分解時, 不僅有正序分量, 而且還有負序及零序分量。如果在相間接入合適的電容, 同樣能起到提高功率因數(shù)、改善電能質(zhì)量、減少電能損耗、增加供電設備出力、節(jié)約電能等作用。在以單相負荷為主的低壓電網(wǎng)中, 由于三相負荷難以平衡, 故進行無功補償時應選用三相分補方式或三相共補與分補相結(jié)合的補償方式。, 盡量保證主干線和出線端負荷的平衡。具體可以總結(jié)為以下幾種方法：1. 平衡配電變壓器的三相負荷, 三相負荷不平衡時, 配電變壓器的電能損耗增加, 通過進一步的分析可以證明三相負荷不平衡度越大損耗也越大, 因此應加強配電變壓器三相負荷的監(jiān)控, 及時調(diào)整三相負荷, 力求使三相負荷達到平衡。但必須要注意，均衡分配用戶不僅僅是形式上看來每相接單相負荷用戶總數(shù)的三分之一，而是要把其中用電負荷、漏電情況在同一等級的用戶也均衡地分配到三相上。因此，在正常漏電(總漏電電流由各處微小的漏電流匯集組成)情況下，每相對地阻抗的高低主要由接在該相上的單相負荷用電戶的多少來決定。 實際中，每相的用電負荷比較直觀：動力線路三相平衡，而單相用戶負荷有較大差異。如果單相用戶功率因數(shù)較低，就應進行無功補償。把單相用戶均衡地接在A、B、C三相上，減少中性線電流，降低損耗。所以電動機在三相電壓不平衡狀況下運行，是非常不經(jīng)濟和不安全的。而由于負序磁場的制動作用，必將引起電動機輸出功率減少，從而導致電動機效率降低。由于不平衡電壓存在著正序、負序、零序三個電壓分量，當這種不平衡的電壓輸入電動機后，負序電壓產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場與正序電壓產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場相反，起到制動作用。（6）電動機效率降低。在電壓不平衡狀況下供電，即容易造成電壓高的一相接帶的用戶用電設備燒壞，而電壓低的一相接帶的用戶用電設備則可能無法使用。因而使中性線產(chǎn)生阻抗壓降，從而導致中性點漂移，致使各相相電壓發(fā)生變化。假如配變在三相負載不平衡時運行，其各相輸出電流就不相等，其配變內(nèi)部三相壓降就不相等，這必將導致配變輸出電壓三相不平衡。配變是根據(jù)三相負載平衡運行工況設計的，其每相繞組的電阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。同時，零序電流的存也會增加配變的損耗。(高壓側(cè)沒有零序電流)這迫使零序磁通只能以油箱壁及鋼構(gòu)件作為通道通過，而鋼構(gòu)件的導磁率較低，零序電流通過鋼構(gòu)件時，即要產(chǎn)生磁滯和渦流損耗，從而使配變的鋼構(gòu)件局部溫度升高發(fā)熱。配變在三相負載不平衡工況下運行，將產(chǎn)生零序電流，該電流將隨三相負載不平衡的程度而變化，不平衡度越大，則零序電流也越大。假如配變在過載工況下運行，即極易引發(fā)配變發(fā)熱，嚴重時甚至會造成配變燒損。三相負載不平衡越大，配變出力減少越多。假如當配變處于三相負載不平衡工況下運行，負載輕的一相就有富余容量，從而使配變的出力減少。配變設計時，其繞組結(jié)構(gòu)是按負載平衡運行工況設計的，其繞組性能基本一致，各相額定容量相等。因為配變的功率損耗是隨負載的不平衡度而變化的。（2） 增加配電變壓器的電能損耗。當三相負載不平衡運行時，中性線即有電流通過。在三相四線制供電網(wǎng)絡中，電流通過線路導線時，因存在阻抗必將產(chǎn)生電能損耗，其損耗與通過電流的平方成正比。 只有三相阻抗平衡，才能保證低壓漏電總保護良好運行，防止人身觸電傷亡事故。 有關規(guī)程規(guī)定：配電變壓器出口處的負荷電流不平衡度應小于10%，中性線電流不應超過低壓側(cè)額定電流的25%，低壓主干線及主要分支的首端電流不平衡度應小于20%。三相負荷不平衡將產(chǎn)生不平衡電壓，加大電壓偏移，增大中性線電流，從而增大線路損耗。對動力用戶來說，三相電壓不平衡，會引起電機過熱現(xiàn)象。接在重負荷相的單相用戶易出現(xiàn)電壓偏低，電燈不亮、電器效能降低、小水泵易燒毀等問題。（2）三相負荷平衡才能保證用戶的電能質(zhì)量。（1）三相負荷平衡是安全供電的基礎。因此通過檢測這兩個不應正常出現(xiàn)的分量，就可以知道系統(tǒng)出了故障。對于理想的電力系統(tǒng)，由于三相對稱，因此負序和零序分量的數(shù)值都為零（這就是我們常說正常狀態(tài)下只有正序分量的原因）。.通常引入正序、負序、零序的概念來量化三相系統(tǒng)電壓或電流的不平衡，分析在系統(tǒng)電壓、電流出現(xiàn)不對稱現(xiàn)象時，把三相的不對稱分量分解成對稱分量（正、負序）及同向的零序分量。如果其中的一個或兩個條件不滿足，則稱為不對稱或不平衡的系統(tǒng)。 三相電氣系統(tǒng)如果三相電壓和電流具有相同的幅值、并且相位互相差120176。分析鐵磁諧振產(chǎn)生的機理及分析的復雜性。三相電壓不平衡對旋轉(zhuǎn)電機、半導體變流設備、變壓器、配電線路、通信等設備有一定的危害。分析、總結(jié)仿真結(jié)果波形圖。另外，對典型配電系統(tǒng)的非線性設備進行原理分析，列出具有可能引起電網(wǎng)三相不平衡的設備及器件，以便查找三相不平衡的外部起因。具體的研究工作如下：(1)首先選擇具有普遍意義的典型配電系統(tǒng)，畫出配電網(wǎng)等效電路圖，對等效電路進行分析，建立MATLAB仿真模型。根據(jù)三相電壓不平衡度的計算，模擬35kV配電網(wǎng)線路工程問題進行研究、分析。因此系統(tǒng)中還是大量存在三相不平衡的問題，目前還沒有找到比較理想的手段和方法來處理三相不平衡問題。至于對三相不平衡的控制措施目前已經(jīng)存在一些，主要是通過調(diào)節(jié)無功的方式和加消弧線圈的方式，但這兩種方式目前解決問題的效果不佳:通過調(diào)節(jié)無功的方式進行補償時經(jīng)常出現(xiàn)諧波放大等問題，使補償效果不佳。這些相關政策與措施的出臺，充分體現(xiàn)了國家對電能質(zhì)量問題的重視。為此，電力總公司已經(jīng)把提高電能質(zhì)量作為電網(wǎng)運行管理的主要目標之一。馬來西亞、新加坡及香港等地區(qū)的電力公司與歐美發(fā)達國家一樣嗎，十分重視電能質(zhì)量，成立專門機構(gòu)負責電能質(zhì)量管理，做了大量工作，解決用戶電能質(zhì)量問題。CIRED組織第16屆輪值主席Connerottle先生在CIRED KL2002大會的專題發(fā)言中，把電能質(zhì)量問題列為當前國際供電界關注的首要技術問題。無論是在國內(nèi)還是國外，越來越成為電力系統(tǒng)函待解決的問題。所以在世界各國都十分重視電能質(zhì)量的管理。電網(wǎng)負荷加大，電力系統(tǒng)中的非線性負荷(硅整流設備、電解設備、電力機車)及沖擊性、波動性負荷(電弧爐、軋鋼機、電力機車運行)使得電網(wǎng)發(fā)生波形畸變(諧波)、電壓波動、閃變、三相不平衡，非對稱性(負序)和負荷波動性日趨嚴重。 隨著國民經(jīng)濟和科學技術的蓬勃發(fā)展，冶金、化學等現(xiàn)代化大工業(yè)和電氣化鐵路的發(fā)展，尤其是計算機﹑現(xiàn)代控制理論﹑精密測量技術的應用，使得敏感電力負荷所占比重日益增大，社會對電能質(zhì)量的要求越來越高。綜上所述，深入分析三相不平衡問題，為電力系統(tǒng)研究電能質(zhì)量問題開辟了新思路，為電力運行維護提出了新起點，為安全優(yōu)質(zhì)供電提供了新保障。另一城市有965臺變壓器，其中三相不平衡度超出規(guī)程的有202太，占總數(shù)的21%。在對實際情況的調(diào)研中發(fā)