淺談三相電流不平衡會帶來的后果---江陰和源

 三相不平衡:是指在電力系統(tǒng)中三相電流(或電壓) 幅值不一致，且幅值差超過規(guī)定范圍。三相不平衡是電能質(zhì)量的一個重要指標，雖然影響電力系統(tǒng)的因素非常的多，但正常性不平衡的情況大多是因為三相的元器件、線路參數(shù)或負荷的不對稱。由于三相負荷的因素是不一定的，所以供電點的三相電壓和電流極易出現(xiàn)三相不平衡的現(xiàn)象，損耗線路。

 一個三相平衡電路的三相電壓源必須是正弦波，且頻率相同，幅度相同，相位互差 120 度:三相的負荷阻抗相同且均為線性阻抗，因此三相的電流都是正弦波，且頻率相同，幅度相同，相位互差 120 度。的三相平衡是不存在的，實際的三相系統(tǒng)總是存在不同程度的不平衡現(xiàn)象。

2、三相電流不平衡會帶來的后果

  三相負荷平衡是安全供電的基礎(chǔ)。三相負荷不平衡，輕則降低線路和配電變壓器的供電效率，重則會因重負荷相超載過多，可能造成某相導(dǎo)線燒斷、三相電流不平衡會帶來哪些后果：

（1）導(dǎo)致電網(wǎng)供電不足 電壓的變化范圍過大電網(wǎng)供電不足，供電部門采取降壓供電，或地處偏遠地帶，損耗過多，導(dǎo)致電壓偏低。電網(wǎng)用電太少，導(dǎo)致電壓偏高電壓低負載不能正常工作，電壓太高，負載使用壽命縮短，或?qū)⒇撦d燒毀。

（2）造成波形失真 波形失真（或稱諧波）：普遍的波形失真指標準電源波形的多種諧波。電網(wǎng)諧波產(chǎn)生的原因是整流器、UPS電源、電子調(diào)速裝備、熒光燈系統(tǒng)、計算機、微波爐、節(jié)能燈、調(diào)光器等電力電子設(shè)備和電器設(shè)備中開關(guān)電源的使用或二次電源本身自身產(chǎn)生。

（3）引起電涌現(xiàn)象 突波（或稱電涌）指在瞬間內(nèi)（數(shù)毫秒間）輸出電壓有效值高于額定值110%，持續(xù)時間達一個或數(shù)個周期。是破壞精密電子設(shè)備的主要元兇。除受到雷擊產(chǎn)生外另外主要是由于在電網(wǎng)上連接的大型電氣設(shè)備關(guān)機開機時，電網(wǎng)因突然卸載而產(chǎn)生的高壓。 

（4）產(chǎn)生尖波 尖波（或高壓尖脈沖） ：指峰值達6000V，持續(xù)時間從萬分之一秒至二分之一周期（10ms）的電壓。這主要是由于雷擊、電弧入電、靜態(tài)放電或大型電氣設(shè)備的開關(guān)操作而產(chǎn)生。危害：在煉鋼廠、 軋鋼廠或者大量使用晶閘管設(shè)備、電火花設(shè)備、電力機車等地方，這種尖峰干擾為害尤厲。其幅度大的可達數(shù)百伏甚至上千伏，而脈寬一般為μS數(shù)量級。雷電也常以尖峰脈沖方式入侵。尖峰脈沖幅度很大時，會破壞工控機開關(guān)電源輸入濾波器、整流器甚至主振管。再加之其頻譜很寬，也會竄入計算機造成干擾。

（5）造成瞬態(tài)過電壓和暫態(tài)過電壓 瞬態(tài)過電壓（transient overvoltage）和暫態(tài)過電壓（temporary overvoltage）：指峰值電壓高達20000V，但持續(xù)時間介于百萬分之一秒至萬分之一秒的脈沖電壓。其主要原因及可能造成的破壞類似于高壓尖脈沖，主要由雷電所致。危害：以大規(guī)模集成電路為核心組件的測量、監(jiān)控、保護、通信、計算機網(wǎng)絡(luò)等電子設(shè)備廣泛運用于電力、航空、國防、通信、廣電、金融、交通、石化、醫(yī)療以及其它現(xiàn)代生活的各個領(lǐng)域，以大型CMOS集成元件組成的這些電子設(shè)備普遍存在著對暫態(tài)過電壓、過電流耐受能力較弱的缺點，暫態(tài)過電壓不僅會造成電子設(shè)備產(chǎn)生誤操作，或者造成電子設(shè)備受到干擾，數(shù)據(jù)丟失，或暫時癱瘓；嚴重時可引起元器件擊穿及電路板燒毀，使整個系統(tǒng)陷于癱瘓。

（6）造成電壓下降 電壓下陷/下降（Sags & Brownouts） 指市電電壓有效值界于額定值的80-85%之間的低壓狀態(tài)，并且持續(xù)時間達一個到數(shù)個周期，甚至更長。其產(chǎn)生原因包括：大型設(shè)備啟動和應(yīng)用、大型電動機啟動、或大型電力變壓器接入、主電力線切換、線路過載等。危害：電壓下陷是Z常見的電力問題，它占了電力問題的87％。電源可能因某種原因而造成短時間的電壓下降。它對計算機的影響輕則使keyboard等接口設(shè)備暫停作業(yè)，重則使數(shù)據(jù)流失、檔案毀壞。電壓的下陷同時也會使計算機內(nèi)的組件毀壞，以致于壽命減短。

（7）三相電壓不平衡 

       三相電壓不平衡 指各相之間電壓不相等或相角不相等，由于各相負載不平衡造成。三相不平衡的危害和影響 三相不平衡是指三相電源各相的電壓不對稱。是各相電源所加的負荷不均衡所致，屬于基波負荷配置問題。發(fā)生三相不平衡即與用戶負荷特性有關(guān)，同時與電力系統(tǒng)的規(guī)劃、負荷分配也有關(guān)。 

  此外，三相負載不平衡運行會造成變壓器零序電流過大，局部金屬件升溫增高，甚至?xí)?dǎo)致變壓器燒毀。對用電設(shè)備的影響。三相電壓不平衡的發(fā)生將導(dǎo)致達到數(shù)倍電流不平衡的發(fā)生。誘導(dǎo)電動機中逆扭矩增加，從而使電動機的溫度上升，效率下降，能耗增加，發(fā)生震動，輸出虧耗等影響。各相之間的不平衡會導(dǎo)致用電設(shè)備使用壽命縮短，加速設(shè)備部件更換頻率，增加設(shè)備維護的成本。