配电变压器三相不平衡作业带来的附加损耗、电压过错及抵偿办法

2017-10-17 11:07分类：电工基础知识阅读：

1 导言
　　中国城乡配电网中许多选用了三相四线制接线方法，且配电变压器为Y/Yno接线，存在许多的单相负载，因而配电变压器的三相不平衡作业是不行防止的。国标GB50052《供配电计划规范》、《变压器作业规程》中都规矩了Y/Yno接线的配电变压器作业时中线电流不能逾越变压器相、线电流的25%，这是由变压器的构造所抉择的。中线电流的添加会致使变压器损耗的添加，一同构成中性点电位的偏移[1]。这篇文章定量剖析了这种影响，一同选用一种新的抵偿方法减小了附加损耗与中性点电压的偏移。
2 中线电流带来的损耗及中性点电位的偏移
2.1 中线电流带来的变压器损耗
　　（1）附加铁损
　　Y/Yno接线的配电变压器选用三铁心柱构造，其一次侧无零序电流，二次侧有零序电流，因而二次侧的零序电流完满是励磁电流，发作的零序磁通不能在铁心中闭合，需经过油箱壁闭合，然后在铁箱等附件中发热发作铁损。
　　Y/Yno接线变压器的零序电阻比正序电阻大得多，变压器的零序电阻可实测得到，文[2]说到315kVA变压器的零序电阻是正序电阻的15倍，因而零序电流发作的附加铁损较大。
　　（2）不平衡作业时绕阻附加铜损
　　配电变压器三相不平衡作业时三相绕组的总损耗（单位为kW）可核算为

式中 Ia、Ib、Ic为三相负荷电流；R1为变压器二次侧绕组电阻。

2.2 中线电流构成的电压偏移
　　由于Y/Yno接线的变压器一次侧没有零序电流，二次侧有零序电流，因而二次侧的零序电流完满是励磁电流，发作的零序磁通堆叠在主磁通上，感应出零序电动势，构成中性点电压偏移，负荷重的相电压下降，负荷轻的相电压上升[3]。
2.3 实例剖析
　　类型为SJ、315kVA 、10kV/0.4kV变压器的零序电阻R0=0.122Ω，零序电抗X0=0.174Ω，绕组电阻R1=0.00849Ω。
　
0.17kW；④总损耗功率△P=P0+△Pf=3.82kW；⑤一年内损耗电量W=3.82×8760KWh=33463KWh ；

　　由上述剖析可知，Y/Yno接线方法的配电变压器不平衡作业带来的损耗与电压偏移是很大的，如对变压器的三相不平衡进行抵偿，则既可以节能，又可以跋涉电能质量。
3 抵偿方法
3.1 三相不平衡–无功抵偿设备的作业原理
　　在三相体系中，跨接在相线与相线之间的电容或电感元件具有搬运相间有功功率的效果，由于相间电感或电容元件的电流相量与每相电压相量成60°或120°夹角，可经过一个简略的示例来阐明这一原理（这篇文章称之为三相不平衡–无功抵偿方法）。
　　有一单相负荷接于A相与零线之间，其电流IA=100A，功率因数cosφa=0.85，其间有功电流为85A，无功电流为53A。在A、B相直接入发作61A电流的电容器时，相量图如图1所示，图中，为A相电压相量，为接于A、B相间的电容器电流相量，超前A相电压120º；A相负荷状况为：无功电流为零，有功电流为54A，有功电流相量与无功电流相量构成的总电流为54A，A相有功负荷削减了；B相负荷的状况为：B相有功电流为31A，无功电流为53A，有功电流相量和无功电流相量构成的总电流为61A。

　　由图1可见，经过在A、B相间跨接一电容器，A相的有功搬运到B相一有些，而接电容器前后A相与B相的有功之和并未改动，这阐明可以在变压器三相之间调整有功，变压器的三相不平衡也是可以调整、抵偿的。
　　关于三相不平衡体系，可选用对称重量法将电流分化为正序电流、负序电流和零序电流，而三相平衡体系的电流只需正序电流，因而只需抵偿掉负序电流和零序电流，不平衡的三相电流就可改动成平衡的三相电流 [3-8]。
　　选用星角混合接法的电容、电抗元件可抵偿掉或大大削减零序电流与负序电流，使体系改动成底子平衡体系。
3.2 实例剖析
　　2.3末节的配电变压器A相电流Ia=100A、B相电流Ib=200A、C相电流Ic=300A、功率因数cosφa =cosφb=cosφc=0.7时，零序电流I0=173A。
　