相间平衡补偿装置讲解

1、三相不平衡调节补偿装置三相不平衡调节补偿装置 主讲人：主讲人： 主要内容主要内容 l三相功率不平衡形成原因 l三相功率不平衡危害 l三相不平衡调节补偿装置介绍 1、技术原理 2、控制原理 3、装置组成 4、技术优势 5、一次图 6、结构图 三相功率不平衡形成原因三相功率不平衡形成原因 低压电网大多是经1004kV变压器降压后，以三相四线制向用户 供电，是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，供电部门应该将单相负载均衡地分接在A、B、C三相上。但在实 际工作及运行中，线路的标志、接电人员的疏忽再加上由于单相用户的 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

2、等， 都造成了三相负载的不平衡。 三相功率不平衡危害三相功率不平衡危害 1、三相负荷不平衡将增加变压器的损耗： 变压器的损耗包括空载损耗和负荷损耗。正常情况下变压器运行电 压基本不变，即空载损耗是一个恒量。而负荷损耗则随变压器运行负荷 的变化而变化，且与负荷电流的平方成正比。当三相负荷不平衡运行时 ，变压器的负荷损耗可看成三只单相变压器的负荷损耗之和。 2、上述不平衡时重负荷相电流过大（增为3倍），超载过多，可能造成绕 组和变压器油的过热。绕组过热，绝缘老化加快；变压器油过热，引起 油质劣化，迅速降低变压器的绝缘性能，减少变压器寿命（温度每升高 8，使用年限将减少一半），甚至烧毁绕组。 三相功

3、率不平衡危害三相功率不平衡危害 从数学定理中我们知道：假设a、b、c 3个数都大于或等于零，那么 a+b+c3abc 。 当a=b=c时，代数和a+b+c取得最小值：a+b+c=3abc 。 因此我们可以假设变压器的三相损耗分别为：Qa=Ia2*R、Qb= Ib2* R 、Qc =Ic2* R，式中Ia、Ib、Ic分别为变压器二次负荷相电流，R为变压器的 相电阻。则变压器的损耗表达式如下： Qa+Qb+Qc3（Ia2 *R）（Ib2 *R）（Ic2 *R） 由此可知，变压器的在负荷不变的情况下，当Ia=Ib=Ic时，即三相负荷达 到平衡时，变压器的损耗最小。 则变压器损耗： 当变压器三相平衡运

4、行时，即Ia=Ib=Ic=I时，Qa+Qb+Qc=3I2*R； 当变压器运行在最大不平衡时，即Ia=3I，Ib=Ic=0时， Qa=(3I)2*R=9I2*R=3(3I2*R)； 即最大不平衡时的变损是平衡时的3倍。 三相功率不平衡危害三相功率不平衡危害 3、增加高压输电线路的电能损耗。 低压侧三相负荷平衡时，610k V侧也平衡，设高压线路每相的电流为I， 其功率损耗为： P1 = 3I2*R 低压电网三相负荷不平衡将反映到高压侧，在最大不平衡时，高压对应相 为1.5I，另外两相都为0.75 I，功率损耗为： P2 = 2（0.75I）2*R+（1.5I）2*R = 3.375I2*R =1

5、.125（3I2*R）； 即高压线路上电能损耗增加12.5%。 4、增加高压线路跳闸次数、降低开关设备使用寿命： 我们知道高压线路过流故障占相当比例，其原因是电流过大。低压电 网三相负荷不平衡可能引起高压某相电流过大，从而引起高压线路过流 跳闸停电，引发大面积停电事故，同时变电站的开关设备频繁跳闸将降 低使用寿命。 三相功率不平衡危害三相功率不平衡危害 5、增加低压线路的电能损耗。 三相四线制供电线路，把负荷平均分配到三相上，设每相的电流为I， 中性线电流为零，其功率损耗为： P1 = 3I2*R 在最大不平衡时，即某相为3I，另外两相为零，中性线电流也为3I，功 率损耗为：P2 = 2（3I

6、)2*R = 18I2*R = 6（3I2*R)； 即最大不平衡时的电能损耗是平衡时的6倍，换句话说，若最大不平衡时 每月损失1200 kWh，则平衡时只损失200 kWh，由此可知调整三相负 荷的降损潜力。 三相功率不平衡危害三相功率不平衡危害 有关规程规定：配电变压器出口处的负荷电流不平衡度应小于有关规程规定：配电变压器出口处的负荷电流不平衡度应小于10，中性线电流不，中性线电流不 应超过低压侧额定电流的应超过低压侧额定电流的25，低压主干线及主要分支线的首端电流不平衡度，低压主干线及主要分支线的首端电流不平衡度 应小于应小于20。通过电网技术改造，要真正使低压电网线损达到。通过电网技术改

7、造，要真正使低压电网线损达到12以下。以下。 有关规程规定：配电变压器出口处的负荷电流不平衡度应小于有关规程规定：配电变压器出口处的负荷电流不平衡度应小于10，中性线，中性线 电流不应超过低压侧额定电流的电流不应超过低压侧额定电流的25，低压主干线及主要分支线的首端电流不，低压主干线及主要分支线的首端电流不 平衡度应小于平衡度应小于20。 三相功率不平衡解决办法三相功率不平衡解决办法 1、调整三相负载使之趋于平衡，这是无需增加设备投资的最佳降损措施。把单相 用户均衡地接在A、B、C三相上，减少中性线电流，降低损耗。 2、加大负荷接入点的短路容量。 3、加装三相平衡装置。 三相不平衡调节补偿装置

8、介绍三相不平衡调节补偿装置介绍 1、调节三相功率平衡技术原理 a、b相间跨接电容C，如右图所示。从a相看电 容C的电流 超前线电压 90，可以分解为两部分： 一部分为超前 90的容性电流 ；一部分为与 方 向相反的有功电流 ，这表明a相有功电流的减小。 从b相上来看电容C的电流 超前线电压 90， 可 以分解为两部分：一部分为超前 90的容性电 流 ；一部分为与 方向相同的有功电流 ，这表 明b相有功电流的增加。因此可以说在a相与b相 之间跨接电容不但在a相与b相出现容性无功电流， 而且可以将一部分有功电流从a相转移到b。 三相不平衡调节补偿装置介绍三相不平衡调节补偿装置介绍 2、不平衡调节补

9、偿装置控制原理 控制系统 Ia、Ib、Ic、In Ua、Ub、Uc、Un 计 算 系 统 各 参 数 三相有功功率相等，根据其无功 缺口投入共补支路+分补支路 三相有功功率不相等，根据其相 间无功缺口及不平衡度，投入相 间电容器组 三相平衡，检测其无功缺口 及功率因数小于预设值，投 入共补+分补 三相不平衡调节补偿装置介绍三相不平衡调节补偿装置介绍 3、不平衡调节装置组成 （1）控制器 可实时测量显示三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数 及有功电能等。可协调控制相间、相零补偿方式电容器，既能智能监测 负荷变化，有效实现负荷快速转移，保护主设备安全可靠运行，又能实 现无功补偿，提高功率因

10、数目的。具有过压、低压、失压、缺相、过流、 低流、断电等保护功能。具有RS485通讯接口及上位机软件。 三相不平衡调节补偿装置介绍三相不平衡调节补偿装置介绍 （2）复合开关 复合开关，是可控硅与磁保持继电器并联的一种机电一体化开关。其工作 原理为：线路要接通时，可控硅先接通，可控硅接通后继电器跟着接通。 继电器接通后可控硅就被短路了，控制信号就将可控硅断开，此后继电器 一直工作。 线路断开时类似，可控硅先接通，此时继电器仍然在接通状态，然后继电 器断开，等继电器完全断开后，可控硅断开。 可以实现过零点投切（即电压过零点投入，电流过零点切除），对配电系 统及电容器无冲击。 三相不平衡调节补偿装置

11、介绍三相不平衡调节补偿装置介绍 （3）电容器 管道型电容器(新型专利产品),散热面积比传统电容器增加45%。 管道型电容器在同等条件下运行温度比传统电容器低3-4。 采用进口材料，体质小，重量轻，安装维修方便（可卸支座， 国内首创）。 可靠性高，市场品质满意率99.99%，质保二年。 安全性高，内装有放电电阻和过压力保护装置，安全。 介质损耗低，自愈性能优越。 采用固体电容蜡为浸渍材料，无毒，环保。 三相不平衡调节补偿装置介绍三相不平衡调节补偿装置介绍 （4）塑壳断路器、电流互感器、电压表等。 三相不平衡调节补偿装置介绍三相不平衡调节补偿装置介绍 4、技术优势 （1）采用复合开关实现过零投切（电压过零点投入，电流过零点切除）， 对配电系统无涌流冲击。 （2）电容器采用无毒，阻燃的固体石蜡，且结构采用新型专利技术的管道 电容器，大大增加其散热面积，保证了电容器安全性。 （3）根据负载变化，自动调节三相功率平衡，三相不平衡度控制在15%之 内。 （4）能对各相进行补偿，使其功率因数分别达到0.95以上，且不会过补。 由以上可以看出，三相不平衡调节装置可替代传统的无功补偿装置+不平 衡调节装置。经济投入上，同容量三相不平衡装置价格同容量三相不平衡装置价格= =无功补偿