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摘要：随着人们对电能质量要求的提高，配电网的电压调节和电压不平衡问题受到了越来越多的关注。本文，总结了目前三相不平衡度定义方法存在的不足，讨论了目前三相不平衡的常见治理方法，包括改变负荷接入相序和附加无功补偿装置，分析了它们各自的原理、优势和不足，提出未来应当将二者结合来治理三相不平衡。
关键词：三相不平衡；不平衡度；治理
引言
配电变压器在不对称运行时，将会在配电网中产生相应的负序电流和零序电流，不但会增加变压器的附加损耗和影响变压器的出力，而且会增加线路损耗，降低电动机的转矩。另外，负序电流还会影响电能表的计量精度，给供电部门造成计费损失；同时，电网中的零序电流会造成中性点电位偏移，使负荷较小相的相电压升高，负荷较大相的相电压降低，在极端情况下会烧毁用户的用电设施，对电力系统和用户造成危害。因此，三相不平衡带来的危害及治理措施值得研究。
一、配电网三相不平衡原因
电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为25%，短时间不得超过4%，三相不平衡危害主要体现在增加线路及配电电能损耗，具体为：首先在三相四线制供电网络中，电流通过线路导线时，因存在抗住必将产生电能损耗，其损耗与通过电流的平方成正比，当相电流平衡的时候，系统的电能损耗最小。不平衡度愈严重，所造成损耗越大。其次降低配变变压器工作容量以及增加铁损，降低变压器的利用率，配变的最大允许出力要受到每相额定容量的限制。当配变在三相负载不平衡工况下运行时，负载轻的一相就有富余容量，从而使配变的总的出力减少。极端情况，单相负荷达到额定电流，其余两相空载，则配变出力减为额定的1/3，过载能路也降低。再次影响用户用电质量，当三相负荷严重不对称，中性点电位就会发生偏移，线路压降和功率损失大大增加。轻负荷时造成高电压，重负荷时造成低电压，低电压会造成电网供电能力不足，用电设备不能正常工作；接在重负荷相的单相用户易出现电压偏低，电灯不亮、电器效能降低、小水泵易烧毁等问题。而接在轻负荷相的单相用户易出现电压偏高，可能造成电器绝缘击穿、缩短电器使用寿命或损坏电器。对于动力用户，三相不平衡，电动机效率降低，还会引起电机过热现象。最后影响电能计量影响，根据对称分量法，三相不平衡电流可以分解为三相平衡的正序、负序和零序三个分量。负序和零序电流分量的存在必然会对计量仪表的精度产生影响。即使在高压侧，虽然零序电流在变压器内环流，不会向系统传递，但负序电流分量可以毫无阻碍地向系统传递，因此仍然会对计量仪表的精度产生影响。
二、治理措施
（一）管理上治理措施
（1）加强配变的日常维护，对没有装配变监测仪的地区，应经常定期对配变进行负荷电流的现场测量，发现负荷不平衡情况较为严重时，及时调整线路所带负荷的分配比例，尽量使三相负荷平衡。对有装配变监测仪的地区，应实时跟踪三相电流的不平衡情况,发现不平衡严重时，应及时到现场进行调整。（2）合理地选择中性线截面，以往对中性线截面选择一般偏小，这是极不可取的。为避免烧断中性线和造成中性线上电能损耗增大，中性线截面应接近或等于相线截面。并且中性线上不得加装熔断器和开关、刀闸。
（二）配电网有源不平衡补偿装置系统原理
有源不平衡补偿装置是一种电力电子功率变换装置，它通过外部电流互感器实时检测负载电流，并将采集到的电流信号送给DSP控制器，控制器从中提取出所有的不平衡电流、无功电流、谐波电流，并通过计算将要补偿的电流成分和装置已发出的补偿电流比较得到差值作为实时补偿信号输出SPWM指令信号到IGBT驱动电路，触发IGBT功率管将补偿电流注入到电网中，从而实现补偿电网中的三相不平衡、无功及谐波电流的目的。
（三）增强配电系统运行中的全程管理能力
配电系统处于正常的工作状态时，输电线路运行能力的高低可以通过计算线损率的大小进行综合地评估。配电网处于三相不平衡运行状态时，在影响线路损耗的同时也会对电能质量造成一定的影响，威胁着整个系统的运行安全。为了改变这种不利的发展现状，需要电力企业的技术人员增强配电系统运行中的全程管理能力，采取有效的治理措施最大线路地保证系统处于稳定、安全的工作状态，为企业经济效益的持续增加提供可靠地保障。这些措施摘包括：
（1）加强配电设备的日常维护，提高设备的运行能力
目前很多的电力企业在配电网工作中都安装了质量可靠的配电检测仪，为系统实际运行效率的提高带来了可靠的保障作用。在某些没有安装监测仪地区，为了保证配电网运行的安全性，技术人员应该对一些重要的配电设备进行日常的维护，采取有效的技术手段对负荷电流现场进行针对性的测量，确保三相负载的平衡性。对于某些负荷不平衡较为严重的区域，技术人员应该对输电线路进行合理地调整，并对设备的安全性能进行综合地评估，逐渐提高设备的运行能力。
（2）结合低压配电网实际的概况选择最佳的中性线截面
当中性线截面的选择较小时，可能会降低低压配电系统的运行能力。因此，为了有效地增强输电线路的安全性能，避免系统运行中中性线烧毁现象的出现，减少线路的损耗，可以在中性线上增加一定数量的熔断器。
（四）改变负荷接入相序
（1）人工换相
在电子技术还不是非常成熟的时代，通常采用在负荷端人工改变负荷的接入相序。通过定期统计用电负荷的相关数据，并进行分析计算，将负荷重的相向负荷轻的相转移，尽可能的使台区负荷处于平衡运行状态。人工换相这种方法的优点是成本比较低，但是因为需要采集大量的电量数据并进行统计分析从而获得用户的用电特征得出合理的换相方案，所以三相不平衡的治理效果并不理想。用户的用电情况会随季节的变化而变化，需要不断对数据进行分析并制定新的方案，这个过程也需要一定的时间，另外，人工换相对技术人员的实际操作经验要求也比较高，所以这种方法很难实时调整负荷的相序。在当今这个对电能质量要求越来越高的时代，智能换相装置取代了人工换相。
（2）自动换相
随着电子技术的发展，出现了自动换相装置。它可以自动切换用户的相序来对三相不平衡进行理，避免了人工换相操作不便的弊端。自动换相装置主要由主控制器和自动切换单元组成，主控制器采集三相电流和零线电流并计算出平衡度，根据节点的接入相序和用户负载情况设置换相控制策略，通过自动切换单元调整单相用户的用电相别，减小三相不平衡度，使电网平稳运行，提高供电质量。
结束语：
配网三相不平衡治理工作是项综合工作，早期以人为主，当前虽然可以借用三大系统和配网三相不平衡自动调节装置，但工作重心还得把握：即人机合一，通过系统发现某区域或台区三相不平衡，快速响应，要着手分析，通过多次不同时段的分析和现场调查，经大数据比对得出最佳治理方案后，快速安排检修计划并实施调整方案，方案完成后仍要进行后续跟踪，成就所有投入的有效价值，不然仅用系统代替工作人员发现问题而不立即着手解决，问题依旧存在，使用不平衡自动调节装置代替现场负荷调整措施而不解决根源装置后侧危害依然存在。
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