变压器空载时三相电压不平衡原因分析

第一篇：变压器空载时三相电压不平衡原因分析

变压器空载时三相电压不平衡原因分析

近年来欧阳海水电站因供电负荷不断增长，原来的两台变压器容量已不能满足需求，常过载运行。为了增加供电量，故将2号变压器容量由4MVA更换为6.3MVA，型号为GS9-6300/10，结线为y,d11。2号变压器安装前按规程规定进行了各项测试工作，测试结果正常。安装就位后又进行了必要的测试及耐压试验，都合格。于是进行冲击合闸试验，冲击合闸试验也未出现异常现象。但当检查变压器副边三相对地电压时，却发现中压不平衡，分别为Uao = 6.8kV，Ubo = 6.2kV，Uco = 5.9kV，线电压基本平衡。该变压器安装前是由一台4MVA的变压器供电，现已将该4MVA的变压器移至1号变压器位置，其母线电压是平衡的。新变压器空载时只带Ⅱ段母线及母线上一组电压互感器，由电压互感器TV测得相电压不平衡。为了查明原因，验证TV及表计完好，将2号变退出，由1号变（4MVA变压器）带I、II段母线测电压，I、II段母线三相电压都是平衡的，由此可以排除TV及表计问题。

将2号变停电退出进行，测试未发现问题，再投入空载运行，现象同前。为了查明原因和对用户负责，未送电，将上述情况告知厂家。厂家对该变压器进行了全面的测试，也未发现问题，得出结论该变压器无质量问题，合格。于是将该变压器又投入空载，检查副边电压，现象仍如前。究竟是什么原因产生这种现象的呢？对用户是否会有影响呢？厂家也不能肯定。而用户急着用电，不能久拖。最后与厂家、用户协商，投入该变压器运行。先投入一条长约4km的空载线路，测母线三相对地电压，分别为Uao = 6.6kV，Ubo = 6.3kV，Uco = 6.1kV。发现三相电压的偏差在变小，继而再投入其它线路，并且投入用户变压器，测用户变压器低压侧（400V侧）电压，看三相电压相差多少，能否使用，于是到用户变压器低压侧测电压，测得三相电压分别为Uao = 235V，Ubo = 234V，Uco = 234V，相电压、线电压都平衡。用户投入各类负荷运行正常。回来后，再测Ⅱ段母线电压，测得电压分别为Uao = 6.3kV，Ubo = 6.3kV，Uco = 6.3kV，三相电压完全平衡。由此进行了总结，得出结论：该变压器空载（只带母线）时三相对地电压不平衡，带上负荷后，电压完全平衡，用户可以放心使用。

经与厂家技术人员进行了分析，到底是什么原因引起这种现象呢？根据厂家人员介绍，厂家在设计制造这台变压器时，与以前的变压器结构上进行了改进，△侧接电源，副边侧接负载，中性点不接地未引出，电压调整抽头由侧从首端引出，在结构上与以前使用的1号、2号变压器有所不同。由于变压器原边与副边绕组、原副边绕组对地、相与相绕组之间都存在电容，又由于结构上的原因，导致三相绕组总的对地电容不相等。在空载只带母线电压互感器情况下，对地电容值主要取决于变压器对地电容，母线电压互感器相当于一个电感，组成的电路原理见图1。现以变压器负荷侧（副边侧）作为电源，变压器中性点为O，变压器对地电容及电压互感器组成的负载阻抗为Z，三相负载的中性点为O’，电路原理见图2，作电压向量图。由于Za、Zb、Zc不相等，故电源中性点O与负载中性点O’不重合，中性点电位发生偏移。电压向量图见图3，点O与O’的偏移情况视三相负载阻抗Za、Zb、Zc不平衡情况而变化。O’点随着投入线路及负荷情况而变。当投入负荷后，变压器对地容抗远小于负载总阻抗，对电压偏移不产生影响。而设负荷为三相平衡负荷，故点O与点O’重合，三相电压平衡。这就出现了用户用电后，2号变压器（Ⅱ段母线）三相对地电压反而平衡的缘故。因此，可以肯定，Ⅱ段母线的用户可以放心使用，对电气设备不会有什么影响。

第二篇：三相变压器空载和短路实验

南京工程学院

电力工程学院

/

学年

第二

学期

实

验

报

告

课程名称

电机实验

实验名称

三相变压器空载、短路实验

班级名称

建筑电气

学生姓名

学

号

同组同学

实验时间

2011

实验地点

实验报告成绩：

评阅教师签字：

****年**月**日

电力工程学院二〇〇七年制

一、实验目的1、通过空载和短路实验，测定三相变压器的变比和参数。

2、通过负载实验，測取三项变压器的运行特性。

二、实验项目

1、测定变比

2、空载实验

测取空载特性U0=f(I0)，P0=f(U0),cosφ0=f(U0)。

3、短路实验

测取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK)，cosφK=f(IK)。

4、纯电阻负载实验：保持U1=U1

n,cosφ=1的条件下，測取U2=f(I2)。

三、实验方法

1、实验设备

1、BMEL系列电机系统教学实验台2、交流电压表，电流表，功率因数表3、三相可调电阻器4、三相变压器5、开关板

2、短路实验

1)

是实验线路如图1所示，变压器高压线圈接电源，低压线圈直接短路

接通电源前，将交流电压跳到输出电压为零的位置，接通电源后，逐渐增大电源电压，达到20V左右，使变压器的短路电流Ik=1.1—0.5In的范围内，測取变压器的三箱输入电压、电流、功率共取几组数据，记录于表中，其中I

k=In点必测。实验时，记下周围环境温度，作为线圈的实际温度。

图1

三相变压器短路实验接线图

表2-1

室温

℃

序

号

实

验

数

据

计

算

数

据

UK(V)

IK(A)

PK(W)

UK

(V)

IK

(A)

PK

(W)

cosΦK

U1u1.1v1

U1v1.1w1

U1w1.1u1

I1u1

I1v1

I1w1

PK1

PK2

18.94

18.71

19.19

3.5

3.364

3.361

18.94666667

3.408333333

119

0.614258012

16.59

15.89

16.35

3.0

2.892

2.818

16.27666667

2.903333333

0.620724729

14.00

13.44

13.93

2.5

2.431

2.387

13.79

2.439333333

0.624286406

11.11

11.03

11.07

2.0

1.962.1.934

11.07

1.965333333

0.612850995

8.20

7.64

8.12

1.5

1.397

1.362

7.986666667

1.419666667

0.6173708163、空载实验

1)测定变比

1实验接线图如图，被试变压器选用三相变压器，1.在三湘交流电源断开的条件下，将调压器旋钮逆时针方向旋到底，并合理选择仪表量程

2.合上交流电源总开关，即按下绿色“闭合”开关，顺时针调节调压器旋钮，使变压器空载电压U0=0.5Un，測取高，低压线圈的线电压U1u1.1v1,U2u1.2v1

Uv

U1u1.1v1

U2u1.2v1

220.78

1.69

Kuv==1.69

三相变压器变比实验接线图

图2三相变压器空载实验接线图

2)空载实验

a)

空载实验接线图如图,变压器低压线圈接电源，高压线圈开路。

b)

v

/w分别为交流电压表，电流表，功率表。功率表接线时，需要注意电压线圈和电流线圈的同名端，避免接错线

c（接通电源前，先将交流电源跳到输出电压为零的位置。合上交流电源开关，即按下绿色“闭合”开关，顺时针调节调压器旋钮，使变压器空载电压U0=1.2Un

d（表2-3然后，逐次降低电源电压，在1.2—0.5U的范围内，測取变压器的三箱线电压，电流和功率，共取几组数据，记录于表中，其中U=U

n的点必测点，并在该点附近测的点密集一些

e(测量数据以后，断开三相电源，以便为下次的实验做好准备

序

号

实

验

数

据

计

算

数

据

U0(V)

I0(A)

P0(W)

U0

(V)

I0

(A)

P0

(W)

cosΦ0

U2u1

2v1

U2v1

2w1

U2w1

2u1

I2u10

I2v10

I2w10

P01

P02

450.1

445.2

447.5

0.169

0.122

0.174

130

447.6

0.155

-53

-0.441055728

420.2

416.4

417.3

0.137

0.098

0.141

417.9666667

0.125333333

0.110212571

400.0

397.3

397.8

0.121

0.086

0.125

398.3666667

0.110666667

0.536937095

380.4

376.6

377.2

0.109

0.077

0.111

0

378.0666667

0.099

0.678716592

360.2

358.2

358.3

0.098

0.071

0.101

358.9

0.09

0.714962718

330.1

328.6

328.0

0.085

0.059

0.086

328.9

0.076666667

0.755584182

300.1

299.6

298.6

0.076

0.055

0.076

299.4333333

0.069

0.782434818

260.2

259.9

258.3

0.066

0.046

0.065

259.4666667

0.059

0.791999821

220.2

220.6

219.2

0.059

0.042

0.060

220

0.053666667

0.782405785

190.5

190.2

189.0

0.054

0.037

0.053

189.9

0.048

0.823410731

4纯电阻负载实验

实验线路图如图所示，变压器低压线圈接电源，高压线圈经开关S接三相负载电阻Rl.1将负载电阻R

l调至最大，合上开关S1接通电源，调节交流电压，使变压器的输入电压U1=U1n

3.在保持U1=U1n的条件下，逐次增加负载电流，从空载到额定负载范围内，測取变压器三相输出线电压和相电流，共取几组数据，记录于表中，其中I=0和I2=In

两点必测

表1-4U

un=U1n

=220V，cosφ2==1

序号

U（V）

I(A)

U1u1.1v1

U1v1.1w1

U1w1.1u1

U2

I1u1

I1v1

I1w1

I2

373.9

381.6

377.75

220.5

0.816

0.613

0.410

1.0

357.6

370.0

363.8

217.6

1.334

0.865

0.396

2.0

351.3

370.4

360.85

215.3

1.855

1.122

0.389

3.0

347.9

370.5

359.2

214.7

2.111

1.248

0.385

3.5

344.2

370.2

357.2

213.3

2.388

1.386

0.384

4.0

三项变压器负载实验接线图

根据空载实验数据作出空载特性曲线并计算激参数:

U0=f(I0)

P0=f(U0)

cosΦ0

=f(u0)

计算激磁参数

从空载特性曲线查出对应于U0=U

n时的I0和P0的值，并由下面式子求取激磁参数

Rm=P0/(3I0*I0)=1960(欧)Zm=2505(欧)Xm=1560(欧)

绘出短路特性曲线和计算短路参数：

Uk=f(Ik)

Pk=f(Ik)

cosΦK

=f(Ik)

计算短路参数

从短路特性曲线查出对应于Ik=In时的Uk和Pk的值，并有计算出的实验环境温度时的短路参数

Rk‘

=4.169(欧)

Zk=3.918(欧)

Zk’=11.189(欧)

Xk‘=8.504（欧）

Uk=122.108%

Ukr=45.5%

Ukx=92.8%

变压器的电压变化率ΔU

根据试验数据,描绘出

cosφ2==1时的特性曲线U2=F(I2)，由特性曲线计算出I2=I2n时的电压变化率ΔU

ΔU=0.456％

绘出被试的效率特性曲线

`

第三篇：配电变压器三相不平衡技术分析与管理措施研究

配电变压器三相不平衡技术分析与管理措施研究

摘要：配电变压器的三相不平衡运行是不可避免的，防止配电变压器三相不平衡运行是节能、提高电能质量的手段之一。本文分析造成配电变压器三相不平衡运行的原因，对配电变压器三相不平衡产生的影响进行了技术分析，并在此基础上，提出了相应的防止变压器三相不平衡的管理措施

0引言

国标GB50052《变压器运行规程》、《供配电设计规范》中都规定了Y/Yn0接线的配电变压器运行时中线电流不能超过变压器相、线电流的25%，这是由变压器的结构所决定的。一般要求电力变压器低压电流的不平衡度不得超过10%，低压干线及主变支线始端的电流不平衡度不得超过20%。我国农村低压配电网中配电变压器为Y/Yn0接线，并大量采用了三相四线制接线方式，存在很多的单相负载，这就不可避免地存在配电变压器的三相不平衡运行。作者在分析及了变压器三相负荷不平衡的原因、定量分析了三相负荷不平衡影响的基础上，提出了防止变压器负荷不平衡的措施。1变压器三相不平衡的原因

1.1管理上存在薄弱环节缺乏运行管理具体考核管理办法，对配电变压器三相负荷不平衡的运行管理的重视程度不够，带有随 意性，盲目性、导致很多在三相负荷不平衡状态下对配电变压器长期运行。

1.2单项用电设备影响由于单项用电设备的同时使用率较低，线路大多为照明、动力混载，经常会造成对配电变压器三相负荷的不平衡，并给管理带来了难度。

1.3电网格局不合理的影响低压电网结构薄弱，运行时间较长，改造投入不彻底，单相低压线路是台区的主网架问题，一直得不 到有效根治。其次，居民用电大多为单相供电，负荷发展时无序延伸，造成台区三相电流不平衡无法调整。1.4临时用电及季节性用电临时用电及季节性用电都有一定的时间性，用电增容不收费后，大量的单项设备应用较多，而分布极为分散，用电时间不好掌握。同时，由于在管理上未考虑其三相负荷的分配问题，又未能及时监控、调整配电变压器的三相负荷，它的使用和停电，对配电变压器三相负荷的平衡都有较大的影响，特别是单项用电设备容量较大时，影响更大。1.5设备故障影响由于运行维护及管理不当或外力破坏等原因，低压导致断线、变压器缺相运行、修理不及时或现场运行处理，都可能造成某一相长时间甩掉部分负荷，使配电变压器处于不平衡状态下运行。

2变压器三相负荷不平衡的影响

2.1增加配电变压器的损耗配电变压器的功率损耗包括空载损耗（铁损）和负载损耗（铜损）。在三相负荷不平衡状态下运行时容易在低压侧产生零序电流。Y/Yn0接线的配电变压器采用三铁芯柱结构，其一次侧无零序电流，二次侧有零序电流，因此二次侧的零序电流完全是励磁电流，产生的零序磁通不能在铁芯中闭合，需通过油箱壁闭合，从而在铁箱等附件中发热产生铁损。当铁心柱中的磁通密度为1.4T时，油箱壁中的损耗为铁心中损耗的10%；当铁心柱中的磁通密度增加到1.65T时，油箱壁中的损耗将达到铁心中 损耗的50%以上[1]。

中线电流的增加还会引起配电变压器绕组铜损的增加。

配电变压器三相不平衡运行时三相绕组的总损耗（单位为kW）可计算为：Pf1=（I2 a+I2 b+I2 c）R1×10-3 式中Ia，Ib，Ic为三相负荷电流；R1为变压器二次侧绕组电阻。三 相平衡时每相绕组电流为（I觶a+I觶b+I觶c）/3，三相绕组总损耗为：Pf2=3[（Ia+Ib+Ic）/3]2R1×10-3 三相不平衡是带来的附加损耗为： ΔPf=Pf1-Pf2=（Ia-Ib）2 +（Ia-Ic）2 +（Ib-Ic）2

3·R1×10-3当配电变压器三相负荷不平衡状态下运行时，变压器负荷高的

那项时常出现故障，如缺项、接点过热、个别密封胶垫劣化等。同时，附加损耗造成配电变压器散热条件降低，金属构件的温度升高，严重时损坏变压器绝缘，烧坏配电变压器。2.2降低配电变压器的出力配电变压器每相线圈结构性能均是一样的，故其允许最大出力，只能按三相负荷重最大一相不超过额定容量为限。因此，当配电变压器在三相负载不平衡状况下运行时，其出力将受到限制。其出力减少程度与三相负荷的不平衡度有关。三相负荷不平衡度越大，配电变压器出力减少越多。为此，配电变压器在三相负荷不平衡时运行，其输出的容量就无法达到额定值，且备用容量亦相应减少，过载能力降低[2]。例如，若接线电压的单相用电设备的额定电流与三相变压器的额定电流相同，则三相变压器的利用率仅为该变压器额定容量的58%。又如，一台100kVA变压器，其二次侧额定电流为144A。若三相负荷电流分别为144A、72A，则变压器额定容量的利用率就只有67%。

2.3三相输出电压不平衡配电变压器是按三相负载对称情况进行设计和制造的，故其每相线圈的电阻、漏抗、激磁阻抗基本一样。当三相负载对称时，每相电流大小一样，配电变压器内部压降是相同的，所以，输出电压也是对称的。当配电变压器的三相负载不对称时，由于Y/Yn0接线的变压器一次侧没有零序电流，二次侧有零序电流，因此二次侧的零序电流完全是励磁电流，产生的零序磁通重叠在主磁通上，感应出零序电动势，造成中性点电压偏移，负荷重的相电压降低，负荷轻的相电压上升。偏移严重时单相变压器可能升到线电压。如果线路接地保护不好，中性线电流产生的电压严重危及人生安全。同时，由于变压器绕组压降不同，电流不平衡会造成单相设备不能正常使用，或过电压损坏用户设备[3]。例如，型号为SJ-315kVA，10kV/0.4kV变压器的零序电阻，零序电抗，绕组电阻R0= 0.122Ω，零序电抗X0=0.174Ω，绕组电阻R1=0.00849Ω。Ia=100A，Ib=200A，Ic=300A，cosφa=cosφb=cosφc=0.7。经过计算得到：零序电流I0= 173A；零序电流损耗功率P0=I2 0R=3.65kW；附加铜损ΔPf=0.17kW；总损耗功率ΔP=P0+ΔPf=3.82kW；一年内损耗电量W=3.82×8760kWh=33463kWh；中性点偏移电压E觶0=I觶0·Z觶0=36.6V；Z0=R2 0+X2 0姨=0.212Ω；为零序阻抗。

由上述分析可知，Y/Yn0接线方式的配电变压器不平衡运行带来的损耗与电压偏移不容忽视。

2.4线路损耗增加配电变压器的电流输送时，导线的电阻就 产生功率损耗，其损耗与导线中通过的电流的平方成正比。当配电变压器以三相四线制线路输送电流时，其有功功率损耗按下式计算：ΔP1=I2 aRa+I2 bRb+I2 cRc+I2 oRo。式中：Io为中性线电流；Ra，Rb，Rc为各 相导线的电阻；

Ro为中性线电阻。当三相负载平衡时Ia=Ib=Ic=I，Io=0，线路损耗为ΔP2=3I2 R。

应用上式试计算三相四线制线路在负载对称与不对称时的功率损耗，通过两种损耗数值对比，表明配电变压器在负载不平衡运行时的线路损耗大于对称时的线路损耗。

2.5电动机效率降低广大农村中大量使用电动机作为动力进行生产加工，当配电变压器处于三相负载不平衡运行时，则会产生输 出电压不平衡，即存在着正序、负序、零序三个电压分量。在通入电动机之后，负序电压就会产生与正序电压相反的旋转磁场，起到一定的制动作用。通常电动机运行中，正序电压磁场要比负序电压旋转磁场大得多，所以电动机仍以正序电压磁场旋转，方向一致。只有在严重不对称电压情况下，负序磁场制动作用，客观上或多或少会导致电动 机输出功率的减少。

其效率是随电压不对称程度的加大而下降的。为此，配电变压器的不对称运行，对电动机是不安全不经济的。

3防止变压器三相不平衡的措施

3.1加强负荷不平衡管理定期进行三相不平衡电流测试，负荷每月至少进行一次测量，特殊情况下如负荷变化较大时，可增加测量次数，对负荷状况做到心中有数。掌握配电设计时三相不平衡度的科学计算方法和三相不平衡的采集方法，为配电变压器负荷提供可靠的数据。文献[4]设计的三相不平度采集系统在采集三相电流时，使用以C8051F单片机作为主控制芯的硬件设备挂接在变压器出口端，每隔1h实时采集和存储三相电流，以供计算三相不平衡度

使用。通过通用串行总线

（USB）口，将历史采样数录入后台计算系统便可自行进行完成三相不平衡度的计算。3.2改造配电网，加强对三相负荷分布控制结合农网线路改造，合理设计电网改造方案。配电变压器设置于负荷中心，供电半径不大于500米，主干线、分支干线均采用三相四线制供电，同时制定台区负荷分配接线图，做到任何一个用户的用电改造接入系统，都受三相负荷平衡度的限制，避免改造的随意性。

3.3加强用户管理，确保变压器负荷平衡用电与配电应密切配合，根据不同季节用电的特点和运行参数，合理制定电网、季度运行方式,及时配电变压器的调整运行方式，平衡有功无功功率,改善电能质量,组织定期的负荷实测和理论计算。用电的临时用户，季节性用户，配电变压器运行人员都要及时掌握。尤其对单项设备申请用电，要进行合理搭配。

3.4加强无功补偿，促进三相负荷就地平衡由于单相感性设备增多，三相电流不平衡，导致电压质量下降、零相电流增大[5]。进行就地无功补偿，安排减少无功远距离输送，对线损计算制定合理的补偿方式，不但可以降低零相电流，提高电压质量而且补偿后使得变压器利用率提高。

3.5线损分相管理，保证三相负荷平衡开展线损分项管理的首要条件是保证配电台区的计量总表必须是三只单相电能表分开计量，或安装具备单相电量计量功能的三相四线电能表。然后，按照每条线路出线所带的低压用户进行分类统计，定期定时抄表。通过线损分相报表的三相电量平衡分析，可以及时判定该配电台区三相线路电流平衡情况，结合线损分相报表与该相低压线路日常所带的用户负荷差距参照比情况，分析该台区、该线路运行是否处于最佳状态，及时跟踪、反馈、调整，保证每相线路负荷均衡分布，确保变压器三相负荷平衡。采用线损分相管理，还可以对配电台区电能计量装置的自身故障进行监测。参考文献：

[1]覃芸,张思寒.电网经济运行分析及措施[J].黑龙江电力,2009(5):334-337.[2]黄绍平.负荷不平衡对配电变压器的危害和相应的配电设计方法[J].变压器,1996，(5):30-32.[3]杨云龙,王凤清.配电变压器三相不平衡运行带来的附加损耗、电压偏差及补偿方法[J].电网技术,2004，(8):73-76.[4]郭峰,姚莉娜,刘恒等.引入三相不平衡度的低压电网理论线损计算[J].电力自动化设备,2007，(11):51-54.[5]林俐,胡景生.配电网变电站并列运行三绕组变压器无功补偿的经济分析[J].电网技术,2006，(7):82-87

第四篇：配电变压器三相负载不平衡的危害和治理措施研究

配电变压器三相负载不平衡的危害和治理措施研究

郭宇航

山东省菏泽第一中学, 山东省菏泽市274000 摘要：在我国的城乡居民供电系统中，由于每家每户用的电器不同，那么负荷必然也不同，而这就会加剧电网三相电流的不平衡，而对于这种情况，目前供电企业并没有找到很好的解决措施，只能经常的对其进行测量、监控，以减少出现状况的频率。而接下来本文就着重研究配电变压器三相负载不平衡的危害，并提出了相应的治理措施。关键词：配电变压器；电流不平衡；治理措施

1、简述配电变压器的三相负载不平衡及成因 三相负载不平衡也就是指：电力系统中的三相电流的振幅各不相同，且彼此间的振幅差超过了指定范围，而严格按照技术要求的话，那么三相负载电流不平衡度应该控制在15%，在这之间才是安全的范围。接下来讲解三相负载不平衡的原因，据调查发现三相负载不平衡的主要原因则是管理上出现了漏洞。因为相关工作人员在对配电变压器三相负荷进行分配时，部分工作人员存在盲目性、随意性，而工作人员的这种态度也就为以后埋下了安全隐患；再加上农村用电存在严重的混用现象，比如对用电功率、照明的混用等，而农村的这种现状，就会给相关工作人员增加很大的难度，因为农村用户用电的情况比较杂乱，不易于工作人员掌控；还有一种原因就是：供电企业并没有建立一个完善的监测、考核管理机制，而导致公用变压器三相负载达不到平衡运行的目的，很大一部分原因就是管理存在漏洞，没有时时有效的对用电情况进行监测，也没有定期的对工作人员进行考核，所以要想改善三相负载不平衡就要从本做起。

2、配电变压器三相不平衡的危害 2.1可能出现的安全方面的危害 在配电变压器的运行中，由于三相负载不平衡可能带来安全方面的危害，而本人把其归纳了四种：①会对人身产生危害。当配电变压器中性点在接地运行时，如果此时的接地电阻没有达到技术所要求的标准，那么当三相负荷不平衡到一定程度时，就会使配电变压器的中性线带电，而当这种情况出现时必然会给配电变压器金属构架人员的人身安全造成威胁，而因此造成的人员伤亡事故屡有发生，所以为了人们的生命安全，应对三相不平衡进行有效监测。②对配电变压器本身的危害。在对配电进行设计时，其绕组结构都是按照负载平衡运行情况设计的，而且性能相差无几、各相额定容量也相等，而这也就说明了:配电站不是可以无限出力的，而是要受到每相额定容量的限制。而在这种情况下，如果让配电在三相不平衡的工况下运行，那么负载重的一相极有可能因承受不住而出现状况，而负载轻的一相则有富余容量，而这样就会导致配电的出力减少，所以我们就可以认为：配电出力减少的程度与三相负荷的不平衡有关，即三相负载不平衡越大，其配电出力减少越多，反之则相反。因此，当三相负荷出现不平衡时，那么配电变压器的过载能力就会降低，久而久之就会对变压器造成危害。而在生产、生活的实际用电中，出现三相负荷不平衡的原因主要是用户用电的随意性以及配电工作人员分配不均，而这两种情况都会使配电变压器处于不平衡运行状态，且也会导致零序电流过大。而在这种状态下运行，轻则会使配电变压器的供电效率降低，进而会使其金属配件过度升高；重则就会把配电变压器的单项零件烧坏或者也会殃及池鱼把用户的电器烧坏。③会对用电设备带来危害。当配电变压器在三相平衡的状态下运行时，那么三相电流基本是相等的，必然配电内部每相的压降也相等，而在电流、电压都相等的情况下，配电变压器输出的三相电压也是平衡的，而只有在这种情况下，才会给用户提供一个安全的用电环境，也只有在这种情况下，才能保证相关工作人员的生命安全。但是当配电变压器在三相负载不平衡的状态下运行时，那么输出的电流必然不会相等，而且也会导致配电内部的三相压降也不相等，那么这种情况下，配电变压器输出的三相电压必定会不平衡。而在三相负荷不平衡的状态下运行，就会致使中性点的位置发生位移，进而导致中性点有电流通过，而这是极其危险的。除此之外，由于三相负荷的不平衡，就会导致负载重的一相电压降低，而造成的后果就是:照明灯具变暗以及电器效能降低等问题；而负荷轻的一相情况也很糟糕，因为负载轻的一相电压会升高，以及可能会损坏电器，就像刚打完球全身流汗的人，突然冲凉水澡，那么极有可能会给身体造成危害，而三相负荷不平衡造成的后果也是这个道理。④会对电动机造成危害。配电变压器如果在三相负载不平衡的工况下运行，那么输出的电流、电压都不相同，在上面我也有详细说明，在此就不过多阐述了。由于不平衡电压有三个电压分量，即正序、负序、零序，当不平衡电压输入电动机后，负序电压就会产生旋转磁场，同样正序电压也会产生旋转磁场，而这两者的磁场是相反的，能起到制动作用。但是在运行的过程中正序磁场发挥的能力远远强于负序磁场，那么电动机就仍会朝正序磁场方向转动，可是在运行的时候还是会受到负序磁场的制动作用，而这样造成的后果就是：电动机输出功率减少，效率降低且电动机的无功损耗也会随着三相电压的不平衡度而变大，所以说在三相负荷不平衡的状态下运行，对电动机是极其危害的。以上就是三相负荷不平衡带给安全方面的危害。

2.2对电压质量和线损带来的危害 在三相负载不平衡度较大的情况下，会使配电变压器的中性点不接地或者也可以说是接地的电阻达不到标准，进而导致中性点的位置发生了改变并同时使中性线带有电压。而这造成的后果就是：线路的电压降被加大了，且输出的功率也降低了，最终导致线路供电的电压偏低，尤其是线路末端的电压。而在这种情况下就会直接导致用户的用电设备无法正常工作，而且电器的效能也比较低，久而久之就会大大提高低压线破损率，这种结论并不是空穴来风的，而是有实践证明的。在实践证明下，我们可以粗略的得出：三相负荷长期的不平衡比平衡状态情况下的低压线破损率高2%-10%，而且三相负载不平衡度如果超过了15%，那么线损率会更加严重，也就是说不平衡度越大，给线损率造成的影响也越大。所以接下来，本人就着重研究解决三相不平衡负再的办法。

3、三相不平衡负载的解决办法 3.1应在管理方面做好两方面的措施

为改善三相负载不平衡，在管理方面应双管齐下:①要建立一个完善的监测制度。因为在监测制度的驱使下，就能督促管理人员认真的监测三相负荷的变化，尤其是在用电的高峰期，比如早中晚，在这期间极易出现状况。如果不间断的对其进行监测，就能够通过对三相负荷的监测，计算偏差的范围，进而当出现问题时能够及时制定调整三相负荷的计划，以减少出现事故的概率。所以在供电企业中，应该设立专业的人来对三相负荷进行有效监测。②应该加强对基础资料的管理。因为在我国县级供电企业中，普遍存在这样一种现状：就是不重视基础资料的管理，进而使用户负荷管理这项工作成为薄如环节，那么当新增用户接入时，比较的随意，总觉得加几户不会对三相负荷造成影响，但是‘千里之堤毁于蚁穴’，而新增用户的随意性就是引起三相负载不平衡的源头，所以要想改善这种现状，就应该在日常管理工作中，加强对基础资料的管理。

3.2要想三相负荷平衡应做的技术措施 在技术层面应做的措施我把其归纳了五点：①要积极改善配电网络，比如可以减少两线制增加四线制，这样做的目的是为了当三相负荷不平衡时，能够有效的对其进行负荷调整，而且还能避免新用户接入负荷的随意性，因为当有新的用户接入或者用户要进行改造时，都会受到三相负荷平衡度的限制。②工作人员要根据三相负荷检测情况，对低压用户的负荷及时的进行调整，进而保障在每天高峰期时能够使三相负荷保持基本平衡，如果当地的经济条件比较好的话，就可以安装配电监测系统，这样就能够每时每刻的对其进行监测，一旦出现不平衡状态就能发出警报，提醒相关的工作人员对其进行调整。③要尽量增大中性线的导线截面。尤其是在规划或者建设配电网络时，尽量使中心线与其他导线的界面一致，这样就能够有效减少损耗，进而消除存在的断线事故隐患。④要在配电网络中尽可能多的增加接地点，这样就能够有效减少三相负载不平衡引起中性点偏移时产生的电压降，这样就能够从一定程度起到保护设备的目的，进而确保配电变压器在三相负荷平衡的状态下运行。⑤要充分利用电力电子技术。因为在配电变压器运行的过程中，可以使用电力电子器件对三相负载的电能进行变换和控制，以达到三相负载平衡的目的。以上五点就是在技术层面应做的措施。

4、结束语

在三相负载调整工作中，虽然我们不能使其拥有绝对的平衡，但是为了给民众提供安全的用电环境，就应该尽其所能使其拥有相对平衡的状态。所以供电企业就应该加强对三相负载的时时监测，因为这样可以及时的发现问题，进而解决问题，减少用电事故的发生。而在以上篇幅我主要研究了在三相负载不平衡时带来的危害，并提出了相对的应对之策。

参考文献：

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第五篇：配电变压器损坏原因分析及对策

配电变压器损坏原因分析及对策

摘要：该文分析了配电变压器常见的损坏原因,如:过载、违章加油。提出了防止变压器损坏的对策。

关键词：配电变压器；过载；损坏

原因分析

在广大农村，配电变压器时常损坏，特别是在农村用电高峰期和雷雨季节更是时有发生，笔者通过长期跟踪调查发现导致配电变压器损坏的主要原因有以下几个方面。

1.1 过载

一是随着人们生活的提高，用电量普遍迅速增加，原来的配电变压器容量小，小马拉大车，不能满足用户的需要，造成变压器过负载运行。二是由于季节性和特殊天气等原因造成用电高峰，使配电变压器过载运行。由于变压器长期过载运行，造成变压器内部各部件、线圈、油绝缘老化而使变压器烧毁。

1.2 绕组绝缘受潮

一是配电变压器的负荷大部分随季节性和时间性分配，特别是在农村农忙季节配电变压器将在过负荷或满负荷下使用，在夜晚又是轻负荷使用，负荷曲线差值很大，运行温度最高达80 ℃以上，而最低温度在10 ℃。而且农村变压器因容量小没有安装专门的呼吸装置，多在油枕加油盖上进行呼吸，所以空气中的水分在绝缘油中会逐渐增加，从运行八年以上的配电变压器的检修情况来看，每台变压器底部水分平均达100 g以上，这些水分都是通过变压器油热胀冷缩的呼吸空气从油中沉淀下来的。二是变压器内部缺油使油面降低造成绝缘油与空气接触面增大，加速了空气中水分进入油面，降低了变压器内部绝缘强度，当绝缘降低到一定值时变压器内部就发生了击穿短路故障。

1.3 对配电变压器违章加油

某电工对正在运行的配电变压器加油，时隔1 h后，该变压器高压跌落开关保险熔丝熔断两相，并有轻微喷油，经现场检查，需要大修。造成该变压器烧毁的主要原因：一是新加的变压器油与该变压器箱体内的油型号不一致，变压器油有几种油基，不同型号的油基原则上不能混用；二是在对该配电变压器加油时没有停电，造成变压器内部冷热油相混后，循环油流加速，将器身底部的水分带起循环到高低压线圈内部使绝缘下降造成击穿短路；三是加入了不合格变压器油。

1.4 无功补偿不当引起谐振过电压

为了降低线损，提高设备的利用率，在《农村低压电力技术规程》中规定配电变压器容量在100 kVA以上的宜采用无功补偿装置。如果补偿不当在运行的线路上总容抗和总感抗相等，则会在运行的该线路及设备内产生铁磁谐振，引起过电压和过电流，烧毁配电变压器和其它电气设备。

1.5 系统铁磁谐振过电压

农网中10 kV配电线路由于长短、对地距离、导线规格不一致，再加上配电变压器、电焊机、电容器以及大型负载的投切等运行参数发生很大变化时，或10 kV中性点不接地系统单相间歇性接地可能造成系统发生谐振过电压。一旦发生系统谐振过电压，轻者是将配电变压器高压熔丝熔断，重者将会造成配电变压器烧毁，个别情况下将引起配电变压器套管发生闪络或爆炸。

1.6 雷电过电压

配电变压器按规定要求必须在高、低压侧安装合格的避雷器，以降低雷电过电压、铁磁谐振过电压对变压器高低压线圈或套管的危害。主要有以下原因造成配电变压器过电压而损坏：一是避雷器安装试验不符合要求，安装避雷器一般是三只避雷器只有一点接地，在长期运行中由于年久失修、风吹雨打造成严重锈蚀，气候变化及其它特殊情况造成接地点断开或接触不良，当遇有雷电过电压或系统谐振过电压时，由于不能及时对大地进行泄流降压因而击穿变压器；二是因多数变压器都在保险公司投了保，由此而产生的重保险公司赔偿、轻维护管理，有的用户认为变压器参加了保险，避雷器安装与否、试验与否都无所谓，反正变压器坏了保险公司负责赔偿，也是多年来配电变压器损坏严重的一个重要因素；三是只重视变压器高压侧避雷器的安装试验，而轻视低压侧避雷器的安装试验，因变压器低压侧不安装避雷器，在变压器低压侧遭雷击时，产生逆变对变压器高压侧线圈进行冲击的同时，低压侧线圈也有损坏的可能。

1.7 二次短路

当配电变压器二次短路时，在二次侧产生高于额定电流几倍甚至几十倍的短路电流，而在一次侧也要同时产生很大的电流来抵消二次侧短路电流的去磁作用，如此大的短路电流，一方面使变压器线圈内部将产生巨大机械应力，致使线圈压缩，主副绝缘松动脱落、线圈变形。另一方面由于短路电流的存在，导致一、二次线圈温度急剧升高，此时如果一、二次保险选择不当或使用铝铜丝代替，可能很快使变压器线圈烧毁。

1.8 分接开关压接不良

一是分接开关本身质量差，结构不合理，弹簧压力不够，动静触头不完全接触，错位的动静触头之间的绝缘距离变小，在两抽头之间发生放电或短路，很快烧毁变压器抽头线圈或整个绕组；二是人为原因，个别电工对无载调压的原理不清楚，调压后导致动静触头部分接触或由于变压器分接开关接点长期运行，静触头有污垢造成接触不良而放电打火使变压器烧毁。

1.9 呼吸器孔堵死

一般在50 kVA以上变压器的油枕上都安装有“呼吸器”。“呼吸器”罩体一般都是透明的玻璃筒体，内装有“吸潮剂”，搬运时易碰碎，所以一般情况下厂家在出厂时暂不安装，在变压器油枕装“呼吸器”的位置上用螺丝钉将一块“小方铁板”封堵在“吸潮器”的位置上，起到防潮的作用。在投入运行时要及时拆除“小方铁板”，如不及时拆除更换成“呼吸器”，由于运行后热量不断产生，绝缘油受热膨胀，变压器内压力升高，油路无法循环，热量散发不出去，铁芯和线圈的热量越来越高，绝缘性能下降，最终导致变压器烧毁。

1.10 其它

配电变压器在日常运行维护管理中，经常出现的问题：一是检修或安装过程中，紧固或松动变压器导电杆螺帽时，导电杆随着转动，可能导致二次侧引出的软铜片相碰，造成相间短路或一次侧线圈引线断；二是在变压器上进行检修不慎掉下物体、工具砸坏套管，轻则造成闪络接地，重则造成短路；三是在并列运行的变压器检修、试验或更换电缆后未进行核相，随意接线导致相序接错，变压器投入运行后将产生很大的环流而烧毁变压器；四是在变压器低压侧装有防盗计量箱，由于空间问题、工艺压接不好，有的直接用导线缠绕，致使低压侧接线接触电阻过大，大负载运行时发热、打火，使导电杆烧坏。

对策

针对以上种种配电变压器损坏的原因分析，有相当一部分配电变压器损坏是可以避免的，还有一些只要加强设备巡视检查，严格安规章制度办事，就可以将变压器损坏事故消灭在萌芽状态。具体对策如下。

2.1 做好运行前的检查测试

配电变压器投运前必须进行现场检测，其主要内容如下。

油枕上的油位计是否完好，油位是否清晰且在与环境相符的油位线上。油位过高，在变压器投入运行带负荷后，油温上升，油膨胀很可能使油从油枕顶部的呼吸器连接管处溢出；过低，则在冬季轻负荷或短时间内停运时，可能使油位下降至油位计看不到油位。套管、油位计、排油阀等处是否密封良好，有无渗油现象。否则当变压器带负荷后，在热状态下会发生更严重的渗漏现象。

防爆管(呼吸气道)是否畅通完好，呼吸器的吸潮剂是否失效。

变压器的外壳接地是否牢固可靠，因为它对变压器起着直接的保护作用。

变压器一、二次出线套管及它们与导线的连接是否良好，相色是否正确。

变压器上的铭牌与要求选择的变压器规格是否相符。如各侧电压等级、变压器的接线组别、变压器的容量及分接开关位置等。

测量变压器的绝缘。用1000～2500 V兆欧表测量变压器的一、二次绕组对地绝缘电阻(测量时，非被测量绕组接地)，以及一、二次绕组间的绝缘电阻，并记录测量时的环境温度。绝缘电阻的允许值没有硬性规定，但应与历史情况或原始数据相比较，不低于出厂值的70％(当被测变压器的温度与制造厂试验时的温度不同时，应换算到同一温度再进行比较)。

测量变压器组连同套管的直流电阻。配电变压器各相直流电阻的相互差值应小于平均值的4％，线间直流电阻的相互差值应小于平均值的2％。

若以上检查全部合格，将100 ℃以上的酒精温度计插入该变压器测温孔内，以便随时监测变压器的运行温度，再将变压器空投(不带负荷)，检查电磁声有无异常，测量二次侧电压是否平衡，如平衡，说明变压器变比正常，无匝间短路，变压器可以带负荷正常运行了。

2.2 运行中注意事项

对配电变压器在运行管理中必须做好如下内容。

在使用配电变压器的过程中，一定要定期检查三相电压是否平衡，如严重失衡，应及时采取措施进行调整。同时，应经常检查变压器的油位、温度、油色正常，有无渗漏，呼吸器内的干燥剂颜色有无变化，如已失效要及时更换，发现缺陷及时消除。

定期清理配电变压器上的污垢，必要时采取防污措施，安装套管防污帽，检查套管有无闪络放电，接地是否良好，有无断线、脱焊、断裂现象，定期摇测接地电阻。

在拆装配电变压器引出线时，严格按照检测工艺操作，避免引出线内部断裂。发现变压器螺杆有转动情况，必须进行严格处理，确认无误后方可投运。合理选择二次侧导线的接线方式，如采用铜铝过渡线夹等。在接触面上涂上导电膏，以增大接触面积与导电能力，减少氧化发热。

在配电变压器一、二次侧装设避雷器，并将避雷器接地引下线、变压器的外壳、二次侧中性点3点共同接地，对100 kVA以上容量且电感设备较多的变压器宜采用自动补偿装置，功率因数宜选在0.85～0.93范围内自动投切进行补偿（切莫进行过补偿）。坚持每年一次的预防性试验，将不合格的避雷器及时更换，减少因雷击或谐振而产生过电压损坏变压器。

对无载调压后要进行直流电阻测量，在切换无载调压开关时，每次切换完成后，首先应测量前后两次直流电阻值，做好记录，比较三相直流电阻是否平衡。在确定切换正常后，才可投入使用。在各档位进行测量时，除分别做好记录外，注意将运行档直流电阻放在最后一次测量。

油浸式自冷变压器上层油温不宜经常超过85 ℃，最高不得超过95 ℃（配电变压器侧温孔插入温度计可随时测得运行变压器的即时温度），不得长期过负荷运行。但在日负荷系数小于1（日平均负荷与最大负荷之比），上层油温不超过允许值的情况下，可以按正常过负荷的规定运行，总过负荷值不应超过变压器额定容量的30%（室内变压器为20%）。当变压器上层油温超过95 ℃后，每增加5 ℃变压器内的绝缘（油等绝缘介质）老化速度要增加一倍，使用年限要相应减少。因此，必须避免长时间过负荷运行。

避免三相负载不平衡运行。变压器三相负载不平衡运行，将造成三相电流的不平衡，此时三相电压也不平衡。对三相负载不平衡运行的变压器，应视为最大电流的负荷，若在最大负荷期间测得的三相最大不平衡电流或中性线电流超过额定电流的25%时，应将负荷在三相间重新分配。

防止二次短路。配电变压器二次短路是造成变压器损坏的最直接的原因，合理选择配电变压器的高低压熔丝规格是防止低压短路直接损坏变压器的关健所在。一般情况下配电变压器的高压侧（跌落保险）熔丝选择在1.2～1.5倍高压侧额定电流以内，低压侧按额定电流选用，在此情况下，即使发生低压短路故障，熔丝也能对变压器起到应有的保护作用。