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三相负荷不平衡对线损的影响

2017-04-24 12:33分类:电工基础知识 阅读:

 

选用三相四线制供电办法,因为用户较为涣散,线路较长,假定三相负荷不平衡,将直接添加电能在线路的损耗,下面试加剖析。
三相四线制结线办法如图1所示。

图1 三相四线制接线办法

图1 三相四线制接线办法
这时单位长度线路上的功率损耗为:
ΔP1=I2aR+I2bp+I2cR+I2o×2R=(1)
式中R--单位长度线路的电阻值,中性线的截面积一般只需相线的一半,故中性线的单位长度线路的电阻值取2R。
当三相负荷彻底平衡时,三相电流Ia=Ib=Ic=Icp,中性线的电流Io=0,这时单位长度线路上的功率损耗为:
ΔP=3I2cpR(2)
假定各相电流不平衡,则中性线中有电流转过,损耗将显着添加。为议论便当,引进负荷不平衡度β概念:
β=(Imax-Icp)/Icp×十0%(3)
式中Imax--负荷最大一相的电流值
  Icp--三相负荷彻底平衡时的相电流值
下面分三种状况议论三相负荷不平衡时线损值的增量。
1、一相负荷重,两相负荷轻
假定A相负荷重,B、C相负荷轻,则Ia=(1+β)×Icp,Ib=Ic=(1-β/2)Icp,在三相相位对称的状况下,中性线的电流Io=32βIcp。代入式(1),这时单位长度线路上的功率损耗为:
ΔP1=(1+β)2I2cpR+2(1-β/2)2I2cpR+94β2I2cp×2R=3I2cpR+6β2I2cpR(4)
它与三相负荷平衡时单位长度线路上的功率损耗的比值,称为功率损耗增量系数。其值为K则:
K1=ΔP1ΔP=3I2cpR+6β2I2cpR/3I2cpR=1+2β2(5)
2、一相负荷重,一相负荷轻,第三相的负荷为均匀负荷
假定A相负荷重,B相负荷轻,C相负荷为均匀值,显着Ia=(1+β)Icp,Ib=(1-β)Icp,Ic=Icp,则在三相相位对称的状况下,中性线的电流 。得出单位长度线路上的功率损耗为:
ΔP2=(1+β)2I2cpR+(1-β)2I2cpR+I2cpR+3β2I2cp×2R=3I2cpR+8β2I2cpR(6)
K2=ΔP2ΔP=3I2cpR+8β2I2cpR3I2cpR=1+8/3β2(7)
3、一相负荷轻,两相负荷重
假定Ia=(1-2β)Icp,Ib=Ic=(1+β)Icp,则在三相相位对称的状况下,中性线的电流Io=3βIcp。这时单位长度线路上的功率损耗为:
ΔP3=(1-2β)2I2cpR+2(1+β)2I2cpR+9β2I2cp×2R=3I2cpR+24β2I2cpR(8)
K3=ΔP3ΔP=3I2cpR+24β2I2cpR3I2cpR=1+8β2(9)
比照式(5)、(7)、(9),显着,当负荷不平衡度β持往常,K3>K2>K1>1,关于三相四线制结线办法,由此可得出如下定论:
(1)三相四线制结线办法,当三相负荷平衡时线损最小;当一相负荷重,两相负荷轻的状况下线损增量较小;当一相负荷重,一相负荷轻,而第三相的负荷为均匀负荷的状况下线损增量较大;当一相负荷轻,两相负荷重的状况下线损增量最大。
(2)当三相负荷不平衡时,不管何种负荷分配状况,电流不平衡度越大,线损增量也越大。
依照规程规矩,不平衡度β不得大于20%。若使β=0.2,则K1=1.08,K2=1.11,K3=1.32,也即是说,有关于三相平衡的状况而言,因为三相负荷不平衡(且在规程容许计划内)所构成的使的线损别离添加8%、11%、32%。
下面绘出了负荷电流不平衡度β与功率损耗增量系数K的联络曲线。从曲线上能够显着地看出β对线损的影响。当然,上述各式和图2的联络曲线是在中性线的截面积为相线的一半时才树立,不然倍数值将改动,但只需β≠0,则K>1,上述两点定论仍然树立。
为此在三相四线制的低压网络作业中,应常常丈量三相负荷并进行调整,使之平衡,这是降损节能的一项有用办法,关于运送间隔比照远的村庄配电线路来说,作用尤为显着。
图2 K=f(β)曲线
图2 K=f(β)曲线

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