三相不平衡的定義：

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。由于各相電源所加的負(fù)荷不均衡所致，屬于基波負(fù)荷配置問題。發(fā)生三相不平衡即與用戶負(fù)荷特性有關(guān)，同時與電力系統(tǒng)的規(guī)劃、負(fù)荷分配也有關(guān)?！峨娔苜|(zhì)量三相電壓允許不平衡度》(GB/T15543-1995)適用于交流額定頻率為 50 赫茲。在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式下，由于負(fù)序分量而引起的 PCC 點(diǎn)連接點(diǎn)的電壓不平衡。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)正常運(yùn)行方式下不平衡度允許值為 2%，短時間不得超過 4%。

三相不平衡的危害：

1、增加線路的電能損耗。

在三相四線制供電網(wǎng)絡(luò)中，電流通過線路導(dǎo)線時，因存在阻抗必將產(chǎn)生電能損耗，其損耗與通過電流的平方成正比。當(dāng)?shù)蛪弘娋W(wǎng)以三相四線制供電時，由于有單相負(fù)載存在，造成三相負(fù)載不平衡在所難免。當(dāng)三相負(fù)載不平衡運(yùn)行時，中性線即有電流通過。這樣不但相線有損耗，而且中性線也產(chǎn)生損耗，從而增加了電網(wǎng)線路的損耗。  

三相四線制結(jié)線方式，當(dāng)三相負(fù)荷平衡時線損最??；當(dāng)一相負(fù)荷重，兩相負(fù)荷輕的情況下線損增量較?。划?dāng)一相負(fù)荷重，一相負(fù)荷輕，而第三相的負(fù)荷為平均負(fù)荷的情況下線損增量較大；當(dāng)一相負(fù)荷輕，兩相負(fù)荷重的情況下線損增量******。當(dāng)三相負(fù)荷不平衡時，無論何種負(fù)荷分配情況，電流不平衡度越大，線損增量也越大。

2、增加配電變壓器的電能損耗。配電變壓器是低壓電網(wǎng)的供電主設(shè)備，當(dāng)其在三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行時，將會造成配變損耗的增加。因為配變的功率損耗是隨負(fù)載的不平衡度而變化的。 

在生產(chǎn)、生活用電中，三相負(fù)載不平衡時，使變壓器處于不對稱運(yùn)行狀態(tài)。造成變壓器的損耗增大(包括空載損耗和負(fù)載損耗)。根據(jù)變壓器運(yùn)行規(guī)程規(guī)定，在運(yùn)行中的變壓器中性線電流不得超過變壓器低壓側(cè)額定電流的 25%。此外，三相負(fù)載不平衡運(yùn)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。

3、配變出力減少。

配變設(shè)計時，其繞組結(jié)構(gòu)是按負(fù)載平衡運(yùn)行工況設(shè)計的，其繞組性能基本一致，各相額定容量相等。配變的******允許出力要受到每相額定容量的限制。假如當(dāng)配變處于三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行，負(fù)載輕的一相就有富余容量，從而使配變的出力減少。

其出力減少程度與三相負(fù)載的不平衡度有關(guān)。三相負(fù)載不平衡越大，配變出力減少越多。為此，配變在三相負(fù)載不平衡時運(yùn)行，其輸出的容量就無法達(dá)到額定值，其備用容量亦相應(yīng)減少，過載能力也降低。假如配變在過載工況下運(yùn)行，即極易引發(fā)配變發(fā)熱，嚴(yán)重時甚至?xí)斐膳渥儫龘p。 

4、配變產(chǎn)生零序電流。

配變在三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行，將產(chǎn)生零序電流，該電流將隨三相負(fù)載不平衡的程度而變化，不平衡度越大，則零序電流也越大。運(yùn)行中的配變?nèi)舸嬖诹阈螂娏?，則其鐵芯中將產(chǎn)生零序磁通。(高壓側(cè)沒有零序電流)這迫使零序磁通只能以油箱壁及鋼構(gòu)件作為通道通過，而鋼構(gòu)件的導(dǎo)磁率較低，零序電流通過鋼構(gòu)件時，即要產(chǎn)生磁滯和渦流損耗，從而使配變的鋼構(gòu)件局部溫度升高發(fā)熱。配變的繞組絕緣因過熱而加快老化，導(dǎo)致設(shè)備壽命降低。同時，零序電流的存也會增加配變的損耗。 

5、影響用電設(shè)備的安全運(yùn)行。

配變是根據(jù)三相負(fù)載平衡運(yùn)行工況設(shè)計的，其每相繞組的電阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。當(dāng)配變在三相負(fù)載平衡時運(yùn)行，其三相電流基本相等，配變內(nèi)部每相壓降也基本相同，則配變輸出的三相電壓也是平衡的。 

假如配變在三相負(fù)載不平衡時運(yùn)行，其各相輸出電流就不相等，其配變內(nèi)部三相壓降就不相等，這必將導(dǎo)致配變輸出電壓三相不平衡。同時，配變在三相負(fù)載不平衡時運(yùn)行，三相輸出電流不一樣，而中性線就會有電流通過。因而使中性線產(chǎn)生阻抗壓降，從而導(dǎo)致中性點(diǎn)漂移，致使各相相電壓發(fā)生變化。負(fù)載重的一相電壓降低，而負(fù)載輕的一相電壓升高。在電壓不平衡狀況下供電，即容易造成電壓高的一相接帶的用戶用電設(shè)備燒壞，而電壓低的一相接帶的用戶用電設(shè)備則可能無法使用。所以三相負(fù)載不平衡運(yùn)行時，將嚴(yán)重危及用電設(shè)備的安全運(yùn)行。 

三相電壓不平衡的發(fā)生將導(dǎo)致達(dá)到數(shù)倍電流不平衡的發(fā)生。誘導(dǎo)電動機(jī)中逆扭矩增加，從而使電動機(jī)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(hù)的成本。斷路器允許電流的余量減少，當(dāng)負(fù)載變更或交替時容易發(fā)生超載、短路現(xiàn)象。中性線中流入過大的不平衡電流，導(dǎo)致中性線增粗。 

6、電動機(jī)效率降低

配變在三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行，將引起輸出電壓三相不平衡。由于不平衡電壓存在著正序、負(fù)序、零序三個電壓分量，當(dāng)這種不平衡的電壓輸入電動機(jī)后，負(fù)序電壓產(chǎn)生旋轉(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。但由于正序磁場比負(fù)序磁場要強(qiáng)得多，電動機(jī)仍按正序磁場方向轉(zhuǎn)動。而由于負(fù)序磁場的制動作用，必將引起電動機(jī)輸出功率減少，從而導(dǎo)致電動機(jī)效率降低。同時，電動機(jī)的溫升和無功損耗，也將隨三相電壓的不平衡度而增大。所以電動機(jī)在三相電壓不平衡狀況下運(yùn)行，是非常不經(jīng)濟(jì)和不安全的。 

7、對供電企業(yè)的影響

供電企業(yè)直管到戶，低壓電網(wǎng)損耗大，將降低供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，甚至造成供電企業(yè)虧損經(jīng)營。農(nóng)電工承包臺區(qū)線損，線損高農(nóng)電工獎金被扣發(fā)，甚至連工資也得不到，必然影響農(nóng)電工情緒，輕則工作消極，重則為了得到錢違法犯罪。

變壓器燒毀、線路燒斷、開關(guān)設(shè)備燒壞，一方面增大供電企業(yè)的供電成本，另一方面停電檢修、購貨更換造成長時間停電，少供電量，既降低供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，又影響供電企業(yè)的聲譽(yù)。

8、對用戶的影響

三相負(fù)荷不平衡，一相或兩相畸重，必將增大線路中的電壓降，降低電能質(zhì)量，影響用戶的電器使用。

變壓器燒毀、線路燒斷、開關(guān)設(shè)備燒壞，影響用戶供電，輕則帶來不便，重則造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，如停電造成養(yǎng)殖的動植物死亡，或不能按合同供貨被懲罰等。中性線燒斷還可能造成用戶大量低壓電器被燒的事故。

三相不平衡的解決辦法

由不對稱負(fù)荷引起的電網(wǎng)三相電壓不平衡可以采取的解決辦法：

1、將不對稱負(fù)荷分散接在不同的供電點(diǎn)，以減少集中連接造成不平衡度嚴(yán)重超標(biāo)的問題。 

2、使用交叉換相等辦法使不對稱負(fù)荷合理分配到各相，盡量使其平衡化。  

3、加大負(fù)荷接入點(diǎn)的短路容量，如改變網(wǎng)絡(luò)或提高供電電壓級別提高系統(tǒng)承受不平衡負(fù)荷的能力。 

4、裝設(shè)平衡裝置。簡要列出以上幾種解決三相電壓或電流不平衡對電網(wǎng)及電能質(zhì)量危害的技術(shù)措施。

具體應(yīng)該采取哪一種措施更為合理有效，還要根據(jù)實際情況，經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較后確定實施。 

在低壓三相四線制的城市居民和農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)中：由于用電戶多為單相負(fù)荷或單相和三相負(fù)荷混用，并且負(fù)荷大小不同和用電時間的不同。所以，電網(wǎng)中三相間的不平衡電流是客觀存在的，并且這種用電不平衡狀況無規(guī)律性，也無法事先預(yù)知。導(dǎo)致了低壓供電系統(tǒng)三相負(fù)載的長期性不平衡。對于三相不平衡電流，電力部門除了盡量合理地分配負(fù)荷之外幾乎沒有什么行之有效的解決辦法。  

電網(wǎng)中的不平衡電流會增加線路及變壓器的銅損，還會增加變壓器的鐵損，降低變壓器的出力甚至?xí)绊懽儔浩鞯陌踩\(yùn)行，最終會造成三相電壓的不平衡。 

調(diào)整不平衡電流無功補(bǔ)償裝置，有效地解決了這個難題，該裝置具有在補(bǔ)償系統(tǒng)無功的同時調(diào)整不平衡有功電流的作用。其理論結(jié)果可使三相功率因數(shù)均補(bǔ)償至 1，三相電流調(diào)整至平衡。實際應(yīng)用表明，可使三相功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?/span> 0.95 以上，使不平衡電流調(diào)整到變壓器額定電流的 10％以內(nèi)。  

根據(jù) wangs 定理（王氏定理）研制的低壓三相不平衡自動調(diào)節(jié)裝置（RWSPC-SVG）能有效解三相不平衡問題。低壓三相不平衡自動調(diào)節(jié)裝置就是利用 wangs 定理來進(jìn)行設(shè)計的，在各相與相之間以及各相與零線之間恰當(dāng)?shù)亟尤氩煌瑪?shù)量的電容器，不但可以使各相都得到良好的補(bǔ)償，而且可以調(diào)整不平衡有功電流。
低壓三相不平衡自動調(diào)節(jié)裝置（RWSPC-SVG)的原理：

低壓三相不平衡自動調(diào)裝置開啟后，通過處接電流互感器（CT）實時檢測系統(tǒng)電流，并將系統(tǒng)電流信息發(fā)送給內(nèi)部控制器進(jìn)行處理分析，以判斷系統(tǒng)是否處于不平衡狀態(tài)，同時計算出達(dá)到平衡狀態(tài)時各相所需轉(zhuǎn)換的電流值，然后將信號發(fā)送給內(nèi)部IGBT并驅(qū)動其動作，將不平衡電流從電流大的相轉(zhuǎn)移到電流小的相，最后達(dá)到三相平衡狀態(tài)，如圖所示。