【導讀】隨著國民經濟的發(fā)展，用戶、企業(yè)電量的逐年增加，尤其是在廣大農村、城鄉(xiāng)結合部等用電負荷高增長地區(qū)，一些配變臺區(qū)由于受地理位置和技術因素的影響，三相不平衡及低電壓情況突出。
隨著國民經濟的發(fā)展，用戶、企業(yè)電量的逐年增加，尤其是在廣大農村、城鄉(xiāng)結合部等用電負荷高增長地區(qū)，一些配變臺區(qū)由于受地理位置和技術因素的影響，三相不平衡及低電壓情況突出。再者，在我國城鄉(xiāng)低壓配電網中普遍采用三相四線制供電方式，配電變壓器多為 10/0.4kV 降壓、Y/yn0 接線。理想情況下，三相負荷為平衡配置變壓器對稱運行。但實際的供電網絡是三相生產用電與單相負載混合用電，再加上相關線路的標準不統(tǒng)一問題、單相用戶不可控的增容、大功率負載的接入以及單相負載用電時間的分散問題，都是造成三相負載不平衡的因素。
三相負荷不平衡除了容易對用戶電壓、臺區(qū)線損造成影響外，還會增加變壓器的有功損耗，使配電變壓器運行溫度升高，降低配電變壓器效率，影響電動機輸出功率并使繞組溫度升高，產生中性點電壓偏移，造成三相電壓不對稱，導致局部電壓過高或過低的情況，嚴重時會燒毀用戶電器。此外，還會加大對周圍通信系統(tǒng)的干擾，影響正常通信質量，給供電企業(yè)和人民生活造成一定的影響。
圖 1 農村配網和住宅小區(qū)
配網電流不平衡問題概述
針對上述綜合性問題，需要應用綜合治理的技術才能解決低壓配電系統(tǒng)三相負荷不平衡問題，而針對當前三相負荷所產生的不平衡電流，最行之有效的方法就是做到盡量合理的分配負荷。當前低壓配電系統(tǒng)中，尤其是農網改造過程中應用較廣的三相負荷不平衡自動調節(jié)裝置的主要功能就是通過綜合技術手段，自動檢測三相電路中的不平衡問題，智能優(yōu)化三相電流的不平衡，以達到“合理的分配負荷”的目的。
本文通過設定不同的測試工況，來直觀的檢測某三相負荷不平衡自動調節(jié)裝置在自動檢測三相線路不平衡問題、智能優(yōu)化三相電流不平衡方面的綜合能力。
測試工況分析
待測試裝置技術參數(shù)
交流輸入（三相四線）：400V 50Hz
額定容量：75kVA
如圖 2 所示，搭建三相電流不平衡補償測試平臺，模擬裝置智能補償三相不平衡有功電流時的運行環(huán)境，圖示測試回路中 R1、R2、R3 為電阻性負載。
補償功能測試回路
根據測試要求正確連接互感器，選擇裝置在有功不平衡補償模式下運行，檢測裝置分別在以下三種不同工況時的不平衡補償能力。
工況一：
被測裝置如圖 2 所示并入測試回路中。僅投入 QF1 路負載，調節(jié) R1，僅 A 相回路加載 30A 有功電流；
工況二：
被測裝置如圖 2 所示并入測試回路中。僅投入 QF1、QF2 路負載，調節(jié) R1、R2，僅 A 相回路和 B 相回路加載 30A 有功電流；
工況三：
被測裝置如圖 2 所示并入測試回路中。投入 QF1、QF2、QF3 路負載，調節(jié) R1、R2 和 R3，A、B、C 三相分別加載 10A、20A、30A 有功電流；
分別記錄如下內容：
不平衡補償前網側電流（A、B、C、N）、不平衡補償后網側電流（A、B、C、N），要求在以上三種工況下，三相負荷不平衡自動調節(jié)裝置運行補償之后，網側電流滿足：A 相、B 相、C 相電流的不平衡度在 10%以內，則該項測試合格。
不平衡度是指三相電力系統(tǒng)中三相不平衡的程度，用電壓或電流負序分量均方根值與正序分量均方根值百分比來表示。由于負序分量無有效測試手段，工程上，三相電流不平衡度采用下面的方法計算：
（本文測試時不平衡度計算參照上述方法）
測試數(shù)據結果及分析
工況一：僅 A 相投入 30A 有功電流，進行不平衡補償
記錄工況一：
測試數(shù)據如下（由于實際記錄的數(shù)據較多，下表中的數(shù)據為某段時間內連續(xù)記錄數(shù)據的平均值）
工況二：僅 A/B 相分別投入 30A 有功電流，進行不平衡補償
記錄工況二：
測試數(shù)據如下（由于實際記錄的數(shù)據較多，下表中的數(shù)據為某段時間內連續(xù)記錄數(shù)據的平均值）
工況三：A/B/C 分別投入 10A/20A/30A 有功電流，進行不平衡補償
記錄工況三：
測試數(shù)據如下（由于實際記錄的數(shù)據較多，下表中的數(shù)據為某段時間內連續(xù)記錄數(shù)據的平均值）
結論
以上測試數(shù)據及結果直觀反映了三相負荷不平衡自動調節(jié)裝置的三相不平衡有功電流的補償能力，正如本文背景介紹中所述，三相不平衡問題是一個綜合性的問題，需要綜合治理，治理過程中需要考慮不同的應用需求、綜合治理功能的優(yōu)先級別、經濟性與實用性等。具體來說，如單相分布式光伏接入低壓配電網時的應用需求與常規(guī)單相用電戶的應用需求應該區(qū)別研究；實際裝置的功能一般是綜合性的，包含不平衡補償、無功補償、諧波補償?shù)裙δ?，如何定位各功能的?yōu)先等級，也是需要充分考慮的；另外由于該裝置多應用于戶外、尤其是農村偏遠地區(qū)，對于 IP 防護等級、使用壽命周期、維護保養(yǎng)能力等也是要綜合設計。
總之，隨著十三五農網改造升級工程的實施，低配電系統(tǒng)三相負荷不平衡問題亟需大力解決，研究三相負荷不平衡自動調節(jié)裝置，及時掌握配電變壓器的負荷大小及三相電流、電壓等情況，綜合運用技術手段，從根本上解決“三相不平衡”電力質量問題顯得尤為重要。
