三相不平衡产生的原因

三相不平衡产生的原因

电力系统三相不平衡可以分为事故性不平衡和正常性不平衡两大类。事故性不平衡由系统中各种非对称性故障引起，比如单相接地短路或两相相间短路等。事故性不平衡一般需要保护装置切除故障元件，经故障处理后才能重新恢复系统运行。
电力系统在正常运行方式下，供电环节的不平衡或用电环节的不平衡都将导致电力系统三相不平衡。电力系统是有发电、输电、配电和用电各个环节组成的统一整体。其中发电、输电和配电又称为供电环节。供电环节所涉及的三相元件有发电机、变压器和线路等。由于三相发电机、变压器等设备通常具有良好的对称性，因此供电系统的不平衡主要来自于供电线路的不平衡。
当线路的各个阻抗和导纳分别相等时，称该线路处于平衡状态。反之，线路处于不平衡状态。一般而言，输电线路的电抗远远大于电阻，因此常常忽略输电线路的电阻。线路的电抗不仅决定于导线的材料、有效截面积以及绝缘介质等因素，同时于三相导线的排列方式有着密切的关系。当三相导线呈等边三角形排列时，各相导线所交链的磁链相等，此时三相电抗相等，三相阻抗也随之相等。当三相导线呈水平或垂直排列时，两边导线所交链的磁链相等，且大于中间相导线的磁链。由于此时三相导线磁链不相同，三相电抗不相同，三相阻抗也随之不同。通常三相线路的对地导纳近似相等，所以三相电抗相等与否直接决定了供电线路平衡与否。对于中性点不接地配电系统中的短距离线路而言，其三相导线多采用水平或垂直排列方式。由于在该排列方式中中间相导线的等值电容往往小于其余两相的等值电容，所以供电线路中间相导线的导纳高于其余两相的导纳，最终导致供电线路处于不平衡状态。
用电环节的比平衡是指系统中三相负荷不对称所引起的系统三相比平衡。三相负荷不对称是系统三相比平衡的最主要因素。产生三相负荷不对称的主要原因是单相大容量负荷（如电气化铁路、电弧炉和电焊机等）在三相系统中的容量和电气位置分布不合理。
使用电能质量分析仪可以观测到三相不平衡度。电能质量分析仪