電力變壓器的故障是由于負荷分布不均勻而導(dǎo)致的三相不平衡。電力變壓器三相不平衡容易導(dǎo)致電容器單相熔絲熔斷，降低電壓，補償相電壓高，單相設(shè)備過載、短路、接地故障也容易導(dǎo)致電壓不平衡。因此，我們在設(shè)計方案時會非常注意這個問題。以下簡要介紹了電力不平衡的故障及解決方案：

引文作者:上海蓋能電氣市場部（專注干式變壓器30年）

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變壓器三相負荷不平衡會產(chǎn)生哪些危害？

1.線損增加:配電變壓器的負載損耗隨變壓器負載電流的變化而變化，與負載電流的平方成正比。當變壓器輸送相同容量時，三相負載不平衡，有功損耗增加。

此外，電線也會產(chǎn)生功率損耗。不平衡越大，線路損耗越大。

2.增加配電變壓器的功率損耗：配電變壓器是低壓電網(wǎng)的主要供電設(shè)備。當它在三相負載不平衡的情況下運行時，會增加配電變壓器的損耗。因為配電變壓器的功率損耗隨負載的不平衡而變化。

3.配變輸出減少:配變設(shè)計時，繞組結(jié)構(gòu)按負載平衡運行條件設(shè)計，繞組性能基本一致，各相額定容量相等。

配變的最大允許輸出受每相額定容量的限制。如果配變在三相負載不平衡的情況下運行，負載較輕的一相會有剩余容量，從而減少配變的輸出。

其輸出減少程度與三相負載不平衡有關(guān)。三相負載不平衡越大，配變輸出減少越多。因此，當三相負載不平衡時，輸出容量無法達到額定值，備用容量和過載能力也相應(yīng)降低。

如果配變在過載條件下運行，很容易引起配變發(fā)熱，甚至造成配變燒損。

4.配變產(chǎn)生零序電流:配變在三相負載不平衡的情況下運行，會產(chǎn)生零序電流，隨著三相負載不平衡的程度而變化。不平衡越大，零序電流越大。

當零序電流通過鋼構(gòu)件時，會產(chǎn)生磁滯和渦流損失，從而增加配變鋼構(gòu)件的局部溫度和加熱，繞組絕緣會因過熱而加速老化，從而降低設(shè)備的使用壽命。

5.影響電氣設(shè)備的安全運行:配變是根據(jù)三相負載平衡運行條件設(shè)計的，每相繞組的電阻、漏抗和激磁阻抗基本相同。

當配變在三相負載平衡中運行時，三相電流基本相等，配變內(nèi)部每相壓降基本相同，配變輸出的三相電壓也平衡。

如果配變在三相負載不平衡時運行，各相輸出電流不相等，配變內(nèi)三相壓降不相等，必然導(dǎo)致配變輸出電壓三相不平衡。

同時，當三相負載不平衡時，三相輸出電流不同，中性線通過。因此，中性線產(chǎn)生阻抗壓降，導(dǎo)致中性點漂移，改變各相電壓，嚴重危及電氣設(shè)備的安全運行。

6.電機效率降低:配變在三相負載不平衡的情況下運行，會導(dǎo)致輸出電壓三相不平衡。當這種不平衡的電壓輸入電機時，負序電壓產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與正序電壓產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場相反，起到制動作用。

然而，由于正序磁場比負序磁場強得多，電機仍然按照正序磁場的方向旋轉(zhuǎn)。由于負序磁場的制動作用，電機的輸出功率將降低，從而降低電機的效率。

同時，隨著三相電壓的不平衡，電機的溫升和無功損耗也會增加。因此，電機在三相電壓不平衡的情況下運行是非常不經(jīng)濟和不安全的。

變壓器三相不平衡的解決方案有哪些？

1.不對稱負荷引起的電網(wǎng)三相電壓不平衡的解決方案：

(1)將不對稱負荷分散到不同的供電點，以減少集中連接造成的不平衡嚴重超標。

(2)采用交叉換相等方法，使不對稱負荷合理分配到各相，盡可能平衡。

(3)增加負荷接入點的短路容量，如改變網(wǎng)絡(luò)或提高供電電壓水平，提高系統(tǒng)承受不平衡負荷的能力。

2.加強管理

（1）每年組織專人繪制變壓器網(wǎng)絡(luò)圖和負荷分配圖，將相關(guān)用電戶數(shù)、電能表型號等相關(guān)數(shù)據(jù)制作成方便易查的表格，檢查是否有遺漏或新用戶，并根據(jù)負荷變化及時更新。

(2)專人配備鉗形表，每月至少進行一次負荷試驗，檢查三相負荷不平衡。

（3）對于臨時用電和季節(jié)性用電，管理人員必須熟悉用戶的基本情況、安裝地點、用電量的變化，然后根據(jù)情況及時調(diào)整。

(4)申請新單相設(shè)備用電，做好負荷功率分配，盡可能均勻地分配到三相電路上。

3.調(diào)整三相不平衡負荷，實現(xiàn)四平衡

四平衡不僅是計量點平衡、各支路平衡、主干線平衡和變壓器低壓出口側(cè)平衡。

在這四種平衡中，重點是測量點和各支路的平衡，用戶的平均用電量可以作為調(diào)整的依據(jù)，用電量大致相同，分別均勻調(diào)整到三相。

4.同時將三相線引入負荷點

由于三相同時引入負荷點的損耗明顯低于單相引入負荷點，為了實現(xiàn)三相負荷的對稱性，三相線應(yīng)同時引入負荷點。

盡量擴大三相四線系統(tǒng)的配電區(qū)域，減少單相供電干線的長度。接線應(yīng)盡可能從u、v、w三相引入，三組單相接線的負載應(yīng)盡可能平衡。

5.合理設(shè)計電網(wǎng)改造方案

結(jié)合線路改造，為了實現(xiàn)改造后的三相負荷平衡，必須合理設(shè)計電網(wǎng)改造方案。設(shè)計前，了解負荷變化規(guī)律和負荷分配，進行現(xiàn)場調(diào)查，掌握負荷分布，繪制負荷分配接線圖。

嚴格按照三相負荷平衡的原則布線，盡量使三相四線深入各重要負荷中心。