三相负荷不平衡对线损的影响

1、论文名称：三相负荷不平衡对线损的影响作者：蔡树锦摘要：采用三相四线制供电方式，由于用户较为分散，线路较长，如果三相负荷不平衡，将直接增加电能在线路的损耗，下面试加分析。关键字：三相四线制 供电方式 线路损耗采用三相四线制供电方式，由于用户较为分散，线路较长，如果三相负荷不平衡，将直接增加电能在线路的损耗，下面试加分析。 三相四线制结线方式如图1所示。 图1三相四线制接线方式 这时单位长度线路上的功率损耗为： P1=I2aR+I2bp+I2cR+I2o×2R=(1) 式中R-单位长度线路的电阻值，中性线的截面积通常只有相线的一半，故中性线的单位长度线路的电阻值取2R。 当三相负荷完全平

2、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： P=3I2cpR(2) 如果各相电流不平衡，则中性线中有电流通过，损耗将显著增加。为讨论方便，引入负荷不平衡度概念： =(Imax-Icp)/Icp×100%(3) 式中Imax-负荷最大一相的电流值 Icp-三相负荷完全平衡时的相电流值 下面分三种情况讨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 假设A相负荷重，B、C相负荷轻，则Ia=(1+)×Icp，Ib=Ic=(1-/2)Icp，在三相相位对称的情况下，中性线的电流Io=32Icp。代入式(1)，这时单位长

3、度线路上的功率损耗为： P1=(1+)2I2cpR+2(1-/2)2I2cpR+942I2cp×2R=3I2cpR+62I2cpR(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=P1P=3I2cpR+62I2cpR/3I2cpR=1+22(5) 2一相负荷重，一相负荷轻，第三相的负荷为平均负荷 假设A相负荷重，B相负荷轻，C相负荷为平均值，显然Ia=(1+)Icp，Ib=(1-)Icp，Ic=Icp，则在三相相位对称的情况下，中性线的电流 。得出单位长度线路上的功率损耗为： P2=(1+)2I2cpR+(1-)2I2cpR+I2cp

4、R+32I2cp×2R=3I2cpR+82I2cpR(6) K2=P2P=3I2cpR+82I2cpR3I2cpR=1+8/32(7) 3一相负荷轻，两相负荷重 假设Ia=(1-2)Icp，Ib=Ic=(1+)Icp，则在三相相位对称的情况下，中性线的电流Io=3Icp。这时单位长度线路上的功率损耗为： P3=(1-2)2I2cpR+2(1+)2I2cpR+92I2cp×2R=3I2cpR+242I2cpR(8) K3=P3P=3I2cpR+242I2cpR3I2cpR=1+82(9) 比较式(5)、(7)、(9)，显然，当负荷不平衡度相等时，K3K2K11，对于三相四线制

5、结线方式，由此可得出如下结论： (1)三相四线制结线方式，当三相负荷平衡时线损最小；当一相负荷重，两相负荷轻的情况下线损增量较小；当一相负荷重，一相负荷轻，而第三相的负荷为平均负荷的情况下线损增量较大；当一相负荷轻，两相负荷重的情况下线损增量最大。 (2)当三相负荷不平衡时，不论何种负荷分配情况，电流不平衡度越大，线损增量也越大。 按照规程规定，不平衡度不得大于20%。若使=0.2，则K1=1.08，K2=1.11，K3=1.32，也就是说，相对于三相平衡的情况而言，由于三相负荷不平衡(且在规程允许范围内)所引起的线损分别增加8%、11%、32%。 下面绘出了负荷电流不平衡度与功率损耗增量系数K的关系曲线。从曲线上可以明显地看出对线损的影响。当然，上述各式和图2的关系曲线是在中性线的截面积为相线的一半时才成立，否则倍数值将改变，但只要0，则K1，上述两点结论依然成立。 为此在三