第一篇：三相不平衡损耗计算
三相不平衡损耗计算（大全）
农村低压电网改造后低压电网结构发生了很大的变化，电网结构薄弱环节基本上已经解决，低压电网的供电能力大大增强，电压质量明显提高，大部分配电台区的低压线损率降到了11%以下，但仍有个别配电台区因三相不平衡负载等原因而造成线损率居高不下，给供电管理企业特别是基层供电所电工组造成较大的困难和损失，下面针对这些情况进行分析和探讨。
一、原因分析
在前几年的农网改造时，对配电台区采取了诸如增添配电变压器数量，新增和改造配电屏，配电变压器放置在负荷中心，缩短供电半径，加大导线直径，建设和改造低压线路，新架下户线等一系列降损技术措施，也收到了很好的效果。但是个别台区线损率仍然很高，针对其原因，我们做了认真的实地调查和分析，发现一些台区供电采取单相二线制、二相三线制，即使采用三相四线制供电，由于每相电流相差很大,使三相负荷电流不平衡。从理论和实践上分析，也会引起线路损耗增大。
二、理论分析
低压电网配电变压器面广量多，如果在运行中三相负荷不平衡，会在线路、配电变压器上增加损耗。因此，在运行中要经常测量配电变压器出口侧和部分主干线路的三相负荷电流，做好三相负荷电流的平衡工作，是降低电能损耗的主要途经。
假设某条低压线路的三相不平衡电流为IU、IV、IW，中性线电流为 IN，若中性线电阻为相线电阻的2倍，相线电阻为R，则这条线路的有功损耗为
ΔP1=(I2UR+I2VR+I2WR+2I2NR)×10-3 (1)
当三相负荷电流平衡时，每相电流为(IU+IV+IW)/3，中性线电流为零，这时线路的有功损耗为
ΔP2=■2R×10-3 (2)
三相不平衡负荷电流增加的损耗电量为
ΔP=ΔP1-ΔP2=■(I2U+I2V+I2W-I2UI2V-I2VI2W+I2WI2U+3I2N)R×10-3(3)
同样,三相负荷电流不平衡时变压器本身也增加损耗,可用平衡前后的负荷电流进行计算。由此可见三相不平衡负荷电流愈大，损耗增加愈大。
三相负荷电流不平衡率按下式计算
K=■×100 (4)
■代表平均电流
一般要求配电变压器出口三相负荷电流的不平衡率不大于10%，低压干线及主要支线始端的三相电流不平衡率不大于20%。可见若不平衡，线损可能增加数倍。据了解，目前农村单相负荷已成为电力负荷的主要方面，农村低压线路虽多为三相四线，但很多没有注意到把单相负荷均衡的分配到三相电路上，并且还有一定数量的单相两线、三相三线制供电。按一般情况平均测算估计，单相负荷的线损可能增加2～4倍，由此可知，调整三相负荷平衡用电是降损的主要环节。
三、现场调查分析、试验情况
实践是检验真理的标准，理论需要在实践中验证。2004年我们在庄寨供电所检查分析个别台区线损率高的原因,发现庄寨供电所杨小湖配电台区损耗严重,我们重点进行了解剖分析: 该台区配电变压器容量为100kV·A，供电半径最长550m，由上表得该配变台区267户用电量12591kW·h，没有大的动力用户，只有1户轧面条机，户均月用电46.98kW·h，低压线损一直17%左右，用钳流表测量变压器出口侧24h电流平均值为：IU=9A,IV=15A,IW=35A,IN=21A。 三相负荷电流不平衡率计算为：
K=■×100%=■×100%=35.59%(5)
由(5)式看出三相不荷严重不平衡，超出规定范围的25%。为此,我们组织农电工用两天时间(5人2天)对该台区三相电流负荷进行调整，调整后在变压器出口侧进行测量,用钳流表测量24小时电流平均值为：IU=18A,IV=21A,IW=24A,IN=4A。
此时三相负荷电流不平衡率为：
K=■×100%=■×100%=6.34%(6)
由(6)式得出配电变压器出口三相负荷电流不平衡率已经降低10%以下，不平衡率已达到合理范围之内。
在运行10天后计算线损率降为9.35%，降低8.55个百分点，效果之佳令人震惊!
从上表可以看出,该村自调平三相负荷电流后，线损率明显下降，到目前已稳定在9%左右。
此后，陆续对几个配电台区负荷进行调整,也都收到了较好的降损效果。
四、结论 综上所述，根据对我县几个配电台区进行三相负荷电流调整实地调查分析情况来看，个别配电台区低压线损较高的原因主要是由于三相负荷电流不平衡所引起。从实验结果表明，以前没有搞过三相负荷电流平衡的配电台区，粗调可现有基础上降损20%～30%，细调降损40%～50%，不需花钱仅费几天功夫能取得如此好的效果，目前此方法已得到推广应用，并取得了很大的经济效益。
线损理论计算是降损节能，加强线损管理的一项重要的技术管理手段。通过理论计算可发现电能损失在电网中分布规律，通过计算分析能够暴露出管理和技术上的问题，对降损工作提供理论和技术依据，能够使降损工作抓住重点，提高节能降损的效益，使线损管理更加科学。所以在电网的建设改造过程以及正常管理中要经常进行线损理论计算。
线损理论计算是项繁琐复杂的工作，特别是配电线路和低压线路由于分支线多、负荷量大、数据多、情况复杂，这项工作难度更大。线损理论计算的方法很多，各有特点，精度也不同。这里介绍计算比较简单、精度比较高的方法。
理论线损计算的概念
1.输电线路损耗
当负荷电流通过线路时，在线路电阻上会产生功率损耗。
(1)单一线路有功功率损失计算公式为
△P=I2R 式中△P--损失功率，W;
I--负荷电流，A;
R--导线电阻，Ω
(2)三相电力线路
线路有功损失为
△P=△PA十△PB十△PC=3I2R
(3)温度对导线电阻的影响：
导线电阻R不是恒定的，在电源频率一定的情况下，其阻值
随导线温度的变化而变化。
铜铝导线电阻温度系数为a=0.004。
在有关的技术手册中给出的是20℃时的导线单位长度电阻值。但实际运行的电力线路周围的环境温度是变化的;另外;负载电流通过导线电阻时发热又使导线温度升高，所以导线中的实际电阻值，随环境、温度和负荷电流的变化而变化。为了减化计算，通常把导线电阴分为三个分量考虑： 1)基本电阻20℃时的导线电阻值R20为
R20=RL
式中R--电线电阻率，Ω/km，;
L--导线长度，km。
2)温度附加电阻Rt为
Rt=a(tP-20)R20
式中a--导线温度系数，铜、铝导线a=0.004;
tP--平均环境温度，℃。
3)负载电流附加电阻Rl为
Rl= R20
4)线路实际电阻为
R=R20+Rt+Rl
(4)线路电压降△U为
△U=U1-U2=LZ
2.配电变压器损耗(简称变损)功率△PB
配电变压器分为铁损(空载损耗)和铜损(负载损耗)两部分。铁损对某一型号变压器来说是固定的，与负载电流无关。铜损与变压器负载率的平方成正比。
配电网电能损失理论计算方法
配电网的电能损失，包括配电线路和配电变压器损失。由于配电网点多面广，结构复杂，客户用电性质不同，负载变化波动大，要起模拟真实情况，计算出某一各线路在某一时刻或某一段时间内的电能损失是很困难的。因为不仅要有详细的电网资料，还在有大量的运行资料。有些运行资料是很难取得的。另外，某一段时间的损失情况，不能真实反映长时间的损失变化，因为每个负载点的负载随时间、随季节发生变化。而且这样计算的结果只能用于事后的管理，而不能用于事前预测，所以在进行理论计算时，都要对计算方法和步骤进行简化。 为简化计算，一般假设：
(1)线路总电流按每个负载点配电变压器的容量占该线路配电变压器总容量的比例，分配到各个负载点上。
(2)每个负载点的功率因数cos 相同。
这样，就能把复杂的配电线路利用线路参数计算并简化成一个等值损耗电阻。这种方法叫等值电阻法。
等值电阻计算
设：线路有m个负载点，把线路分成n个计算段，每段导线电阻分别为R1，R2，R3，…，Rn，
1.基本等值电阻Re
3.负载电流附加电阻ReT
在线路结构未发生变化时，Re、ReT、Rez三个等效电阻其值不变，就可利用一些运行参数计算线路损失。
均方根电流和平均电流的计算 利用均方根电流法计算线损，精度较高，而且方便。利用代表日线路出线端电流记录，就可计算出均方根电流IJ和平均电流IP。
在一定性质的线路中，K值有一定的变化范围。有了K值就可用IP代替IJ。IP可用线路供电量计算得出，电能损失计算
(1)线路损失功率△P(kW)
△P=3(KIP)2(Re+ReT+ReI)×10-3
如果精度要求不高，可忽略温度附加电阻ReT和负载电流附加电阻ReI。
(2)线路损失电量△W
(3)线损率
(4)配电变压器损失功率△PB
(5)配电变压器损失电量△WB
(6)变损率 B
(7)综合损失率为 + B。
另外，还有损失因数、负荷形状系数等计算方法。这些计算方法各有优缺点，但计算误差较大，这里就不再分别介绍了。
低压线路损失计算方法
低压线路的特点是错综复杂，变化多端，比高压配电线路更加复杂。有单相供电，3×3相供电，3×4相供电线路，更多的是这几种线路的组合。因此，要精确计算低压网络的损失是很困难的，一般采用近似的简化方法计算。
简单线路的损失计算
1.单相供电线路
(1)一个负荷在线路末端时：
(2)多个负荷时，并假设均匀分布：
2.3×3供电线路
(1)一个负荷点在线路末端
(2)多个负荷点，假设均匀分布且无大分支线
3.3×4相供电线路
(1)A、B、C三相负载平衡时，零线电流IO=0，计算方法同3×3相线路。
由表6-2可见，当负载不平衡度较小时，a值接近1，电能损失与平衡线路接近，可用平衡线路的计算方法计算。
4.各参数取值说明
(1)电阻R为线路总长电阻值。
(2)电流为线路首端总电流。可取平均电流和均方根电流。取平均电流时，需要用修正系数K进行修正。平均电流可实测或用电能表所计电量求得。
(3)在电网规划时，平均电流用配电变压器二次侧额定值，计算最大损耗值，这时K=1。
(4)修正系数K随电流变化而变化，变化越大，K越大;反之就小。它与负载的性质有关。
复杂线路的损失计算
0.4kV线路一般结构比较复杂。在三相四线线路中单相、三相负荷交叉混合，有较多的分支和下户线，在一个台区中又有多路出线。为便于简化，先对几种情况进行分析。
1.分支对总损失的影响
假设一条主干线有n条相同分支线，每条分支线负荷均匀分布。主干线长度为ι。
则主干电阻Rm=roL
分支电阻Rb=roι
总电流为I，分支总电流为Ib=I/n
(1)主干总损失△Pm
(2)各分支总损失△Pb
(3)线路全部损失
(4)分支与主干损失比 也即，分支线损失占主干线的损失比例为ι/nL。一般分支线小于主干长度，ι/nL<1/n
2.多分支线路损失计算
3.等值损失电阻Re
4.损失功率
5.多线路损失计算
配变台区有多路出线(或仅一路出线，在出口处出现多个大分支)的损失计算。
设有m路出线，每路负载电流为I1，I2，…，Im
台区总电流I=I1+I2…+Im
每路损失等值电阻为Re1，Re2，…，Rem 则
△P=△P1+△P2+…+△Pm=3(I21Re1+I22Re2+…+I2mRem)
如果各出线结构相同，即I1=I2=…=Im
Re1=Re2=…=Rem
6.下户线的损失
主干线到用各个用户的线路称为下户线。下户线由于线路距离短，负载电流小，其电能损失所占比例也很小，在要求不高的情况下可忽略不计。
取：下户线平均长度为ι，有n个下户总长为L，线路总电阻R=roL，每个下户线的负载电流相同均为I。
(1)单相下户线
△P=2I2R=2I2roL
(2)三相或三相四线下户
△P=3I2R=3I2roL
电压损失计算 电压质量是供电系统的一个重要的质量指标，如果供到客户端的电压超过其允许范围，就会影响到客户用电设备的正常运行，严重时会造成用电设备损坏，给客户带来损失，所以加强电压管理为客户提供合格的电能是供电企业的一项重要任务。 电网中的电压随负载的变化而发生波动。国家规定了在不同电压等级下，电压允许波动范围。国电农(1999)652号文对农村用电电压做了明确规定：
(1)配电线路电压允许波动范围为标准电压的±7%。
(2)低压线路到户电压允许波动范围为标准电压的±10%。
电压损失是指线路始端电压与末端电压的代数差，是由线路电阻和电抗引起的。
电抗(感抗)是由于导线中通过交流电流，在其周围产生的高变磁场所引起的。各种架空线路每千米长度的电抗XO(Ω/km)，可通过计算或查找有关资料获得。表6-3给出高、低压配电线路的XO参考值。
三相线路仅在线路末端接有一集中负载的三相线路，设线路电流为I，线路电阻R，电抗为X，线路始端和末端电压分别是U1，U2，负载的功率因数为cos 。
电压降△ù=△ù1-△ù2=IZ
电压损失是U
1、U2两相量电压的代数差△U=△U1-△U2
由于电抗X的影响，使得ù1和ù2的相位发生变化，一般准确计算△U很复杂，在计算时可采用以下近似算法：△U=IRcos +ιXsin
一般高低压配电线路 该类线路负载多、节点多，不同线路计算段的电流、电压降均不同，为便于计算需做以下简化。
1.假设条件
线路中负载均匀分布，各负载的cos 相同，由于一般高低压配电线路阻抗Z的cos Z=0.8～0.95，负载的cos 在0.8以上，可以用ù代替△U进行计算。
2.电压损失
线路电能损失的估算
线路理论计算需要大量的线路结构和负载资料，虽然在计算方法上进行了大量的简化，但计算工作量还是比较大，需要具有一定专业知识的人员才能进行。所以在资料不完善或缺少专业人员的情况下，仍不能进行理论计算工作。下面提供一个用测量电压损失，估算的电能损失的方法，这种方法适用于低压配电线路。
1.基本原理和方法
(1)线路电阻R，阻抗Z之间的关系
(2)线路损失率
由上式可以看出，线路损失率 与电压损失百分数△U%成正比，△U%通过测量线路首端和末端电压取得。k为损失率修正系数，它与负载的功率因数和线路阻抗角有关。表6-
4、表6-5分别列出了单相、三相无大分支低压线路的k值。
在求取低压线路损失时的只要测量出线路电压降△U，知道负载功率因数就能算出该线路的电能损失率。
2.有关问题的说明
(1)由于负载是变化的，要取得平均电能损失率，应尽量取几个不同情况进行测量，然后取平均数。如果线路首端和末端分别用自动电压记录仪测量出一段时间的电压降。可得到较准确的电能损失率。 (2)如果一个配变台区有多路出线，要对每条线路测取一个电压损失值，并用该线路的负载占总负载的比值修正这个电压损失值，然后求和算出总的电压损失百分数和总损失率。
(3)线路只有一个负载时，k值要进行修正。
(4)线路中负载个数较少时，k乘以(1+1/2n)，n为负载个数
第二篇：三相不平衡的危害及解决办
现代电力系统除了满足电能的供求需要外，也必须保障供电系统及用户对电能质量的要求。电能是电力系统的唯一产品，电能质量的好坏，直接影响到电网和工业生产，及人民生活的正常秩序。大量非线性设备及负荷的干扰会使电网电能质量下降，其对电网及用户的危害是多方面的，严重时会造成设备损坏和电网事故。
一、三相电
压或电流不平衡等因素产生的主要危害：
1、旋转电机在不对称状态下运行，会使转子产生附加损耗及发热，从而引起电机整体或局部升温，此外反向磁场产生附加力矩会使电机出现振动。
对发电机而言，在定子中还会形成一系列高次谐波。
2、引起以负序分量为启动元件的多种保护发生误动作，直接威胁电网运行。
3、不平衡电压使硅整流设备出现非特征性谐波。
4、对发电机、变压器而言，当三相负荷不平衡时，如控制最大相电流为额定值，则其余两相就不能满载，因而设备利用率下降，反之如要维持额定容量，将会造成负荷较大的一相过负荷，而且还会出现磁路不平衡致使波形畸变，设备附加损耗增加等。
二、由不对称负荷引起的电网三相电压不平衡可以采取的解决办法：
1、将不对称负荷分散接在不同的供电点，以减少集中连接造成不平衡度严重超标的问题。
2、使用交叉换相等办法使不对称负荷合理分配到各相，尽量使其平衡化。
3、加大负荷接入点的短路容量，如改变网络或提高供电电压级别提高系统承受不平衡负荷的能力。
4、装设平衡装置。
简要列出以上几种解决三相电压或电流不平衡对电网及电能质量危害的技术措施。具体应该采取哪一种措施更为合理有效，还要根据实际情况，经过技术和经济比较后确定实施。
第三篇：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，合理制定电网年度、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：三相负荷平衡
关于三相负荷不平衡产生的原因及改进措施
公式：
三相负荷不平衡率 = (最大相负负荷 - 最小相负荷 )/最大相负荷 *100% 国家规定的配电三相负荷不平衡率的标准是不大于15% 举例：有的各相负荷看上去比较接近，各相电流也较相近，但中性线电流却很大，甚至超过最大相电流，这是因三相负荷的性质不同所引起的。
如某三相四线供电线路，测得相电压UA=UB=UC=220V，IA=IB=4A，IC=3.2A，IN=4.2A。
为了验证IN的值，测得各相负荷的相位|ΦA|=|ΦB|=40°，ΦC=0°，则ZA和ZB中必有一相为感性，一相为容性。设ZA 为感性， ZB为容性，向量图如图1所示。
|IA+IB|=2cos20°IA=7.5(A) 则IN =|IA+IB+IC|=4.3(A)，理论计算和仪表测量结果基本吻合，说明中性线电流大确因三相负荷的性质不同所引起。
一、三相不平衡的危害和影响
三相不平衡是指三相电源各相的电压不对称。是各相电源所加的负荷不均衡所致，属于基波负荷配置问题。发生三相不平衡即与用户负荷特性有关，同时与电力系统的规划、负荷分配也有关。该标准规定：电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%，短时间不得超过4%。
(一)对变压器的危害。在生产、生活用电中，三相负载不平衡时，使变压器处于不对称运行状态。造成变压器的损耗增大(包括空载损耗和负载损耗)。根据变压器运行规程规定，在运行中的变压器中性线电流不得超过变压器低压侧额定电流的25%。此外，三相负载不平衡运行会造成变压器零序电流过大，局部金属件升温增高，甚至会导致变压器烧毁。
(二)对用电设备的影响。三相电压不平衡的发生将导致达到数倍电流不平衡的发生。诱导电动机中逆扭矩增加，从而使电动机的温度上升，效率下降，能耗增加，发生震动，输出亏耗等影响。各相之间的不平衡会导致用电设备使用寿命缩短，加速设备部件更换频率，增加设备维护的成本。断路器允许电流的余量减少，当负载变更或交替时容易发生超载、短路现象。中性线中流入过大的不平衡电流，导致中性线增粗。
(三)对线损的影响。三相四线制结线方式，当三相负荷平衡时线损最小;当一相负荷重，两相负荷轻的情况下线损增量较小;当一相负荷重，一相负荷轻，而第三相的负荷为平均负荷的情况下线损增量较大;当一相负荷轻，两相负荷重的情况下线损增量最大。当三相负荷不平衡时，无论何种负荷分配情况，电流不平衡度越大，线损增量也越大。
1、三相负荷不平衡将增加变压器的损耗：
变压器的损耗包括空载损耗和负荷损耗。正常情况下变压器运行电压基本不变，即空载损耗是一个恒量。而负荷损耗则随变压器运行负荷的变化而变化，且与负荷电流的平方成正比。当三相负荷不平衡运行时，变压器的负荷损耗可看成三只单相变压器的负荷损耗之和。
从数学定理中我们知道：假设a、b、c 3个数都大于或等于零，那么a+b+c33abc 。
当a=b=c时，代数和a+b+c取得最小值： a+b+c33abc
因此我们可以假设变压器的三相损耗分别为：Qa=Ia2 R、Qb= Ib2 R 、Qc =Ic2 R，式中Ia、Ib、Ic分别为变压器二次负荷相电流，R为变压器的相电阻。则变压器的损耗表达式如下：
3Qa+Qb+Qc≥3IaRIBRICR
由此可知，变压器的在负荷不变的情况下，当Ia=Ib=Ic时，即三相负荷达到平衡时，变压器的损耗最小。
则变压器损耗：
当变压器三相平衡运行时，即Ia=Ib=Ic=I时，Qa+Qb+Qc=3I2R;
当变压器运行在最大不平衡时，即Ia=3I，Ib=Ic=0时，Qa=(3I)2R=9I2R=3(3I2R);
即最大不平衡时的变损是平衡时的3倍。
(2)三相负荷不平衡可能造成烧毁变压器的严重后果：
上述不平衡时重负荷相电流过大(增为3倍)，超载过多，可能造成绕组和变压器油的过热。绕组过热，绝缘老化加快;变压器油过热，引起油质劣化，迅速降低变压器的绝缘性能，减少变压器寿命(温度每升高8℃，使用年限将减少一半)，甚至烧毁绕组。
(3)三相负荷不平衡运行会造成变压器零序电流过大，局部金属件温升增高：
在三相负荷不平衡运行下的变压器，必然会产生零序电流，而变压器内部零序电流的存在，会在铁芯中产生零序磁通，这些零序磁通就会在变压器的油箱壁或其他金属构件中构成回路。但配电变压器设计时不考虑这些金属构件为导磁部件，则由此引起的磁滞和涡流损耗使这些部件发热，致使变压器局部金属件温度异常升高，严重时将导致变压器运行事故。
2、对高压线路的影响
(1)增加高压线路损耗：
低压侧三相负荷平衡时，6～10k V高压侧也平衡，设高压线路每相的电流为I，其功率损耗为： ΔP1 = 3I2R
低压电网三相负荷不平衡将反映到高压侧，在最大不平衡时，高压对应相为1.5I，另外两相都为0.75 I，功率损耗为：
ΔP2 = 2(0.75I)2R+(1.5I)2R = 3.375I2R =1.125(3I2R);
即高压线路上电能损耗增加12.5%。
(2)增加高压线路跳闸次数、降低开关设备使用寿命：
我们知道高压线路过流故障占相当比例，其原因是电流过大。低压电网三相负荷不平衡可能引起高压某相电流过大，从而引起高压线路过流跳闸停电，引发大面积停电事故，同时变电站的开关设备频繁跳闸将降低使用寿命。
3、对配电屏和低压线路的影响
(1)三相负荷不平衡将增加线路损耗：
三相四线制供电线路，把负荷平均分配到三相上，设每相的电流为I，中性线电流为零，其功率损耗为： ΔP1 = 3I2R
在最大不平衡时，即某相为3I，另外两相为零，中性线电流也为3I，功率损耗为：
ΔP2 = 2(3I)2R = 18I2R = 6(3I2R);
即最大不平衡时的电能损耗是平衡时的6倍，换句话说，若最大不平衡时每月损失1200 kWh，则平衡时只损失200 kWh，由此可知调整三相负荷的降损潜力。
(2)三相负荷不平衡可能造成烧断线路、烧毁开关设备的严重后果：
上述不平衡时重负荷相电流过大(增为3倍)，超载过多。由于发热量Q=0.24I2Rt，电流增为3倍，则发热量增为9倍，可能造成该相导线温度直线上升，以致烧断。且由于中性线导线截面一般应是相线截面的50%，但在选择时，有的往往偏小，加上接头质量不好，使导线电阻增大。中性线烧断的几率更高。
同理在配电屏上，造成开关重负荷相烧坏、接触器重负荷相烧坏，因而整机损坏等严重后果。
4、对用户的影响
三相负荷不平衡，一相或两相畸重，必将增大线路中的电压降，降低电能质量，影响用户的电器使用。
原因以及措施
1、影响变压器三相负荷不平衡的原因
根据我局低压配电网的现状及多年来的运行、管理经验，造成配电变压器三相负荷不平衡运行的主要原因是：
2、管理上存在薄弱环节
由于对配电变压器三相负荷不平衡的运行管理重视不够，一直没有一个考核管理办法，对配电变压器三相负荷的管理带有盲目性、工作随意性，以至于使运行、维护人员放松了对配电变压器三相负荷的管理，致使大多数配电变压器长期在三相负荷极不平衡状态下运行。
2.1 单相用电设备影响
由于线路大多为动力、照明混载。而单相用电设备使用的同时率较低，用户横向用电差异较大，经常会造成配电变压器三相负荷的不平衡，并给管理增加了难度。
2.2 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。对于这样的低压网络必须投入较大的资金，彻底解决低压网布局，增加低压四线的覆盖面积，对线损、电压质量、供电可靠性、供电安全等都有很大改善效果。
2.3 临时用电及季节性用电影响
临时用电和季节性用电都有一定的时间性，用电增容不收费后，大棚在生产季节，单相水泵应用较多，而又分布极为分散，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，又未能及时监测、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，特别是单相用电设备容量较大时，影响更大。
2.4 线路故障的影响
由于运行维护及管理不当或外力破坏等原因，低压导线断线，变压器缺相运行，修理不及时或现场临时处理，都可能造成某相长时间甩掉部分负荷，将会使配电变压器处于不平衡状态下运行。
从上述分析可知，影响配电变压器三相负荷不平衡运行的因素，既有主观上的又有客观上的，既有供电部门的又有用户的。
3 防止变压器负荷不平衡的措施
3.1 制定变压器负荷不平衡的运行管理制度
以变压器电能计量考核箱抄见电量为基准，按季度考核变压器三相负荷不平衡度的情况。设立变压器负荷管理的层级专项奖罚。
负荷每月至少进行一次测量，特殊情况下(如高峰负荷期间，负荷变化较大时等)可增加测量次数，对配电变压器负荷状况做到心中有数，为调整配电变压器负荷提供准确可靠的数据。配电专业的有关管理人员应定期或不定期的对配电变压器三相负荷状况进行监督性测量，掌握第一手材料，作为专业管理与考核的依据。
3.2 改造电网，增加低压四线覆盖密度，掌握三相负荷分布的动态
结合城网改造，合理设计电网改造方案。
配电变压器设置负荷中心，供电半径不大于300～500m，主干线、分支干线均采用三相四线制供电，5户以上居民建议不采用单相供电，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 加强供用电管理，确保变压器负荷平衡
用电与配电应密切配合。用户的临时用电，季节性用电，配电变压器运行人员都要及时掌握。尤其对单相设备申请用电，经过一年来的调整，不平衡度大幅度下降，安全经济运行能力明显增强。
4 改变三相负荷不平衡现状，实行单相三线制供电：
单相负荷的供电量约占全部供电量的20%～25%，也就相当于全国的总发电量1/4用于单相负荷。而现在我国的供电方式，对单相负荷供电的损失特别高，一般为20%以上，个别高达40%～50%，单相负荷供电的损失是很大，用电量约占全部电量的1/4，其产生的损失电量约占全部电量的1/10～1/15左右。本文主要从电网结构及供电方式上研究降低供电损失的措施。 1 单相供电损失大的原因(电网本身) (1)供电半径长：无论城市还是农村，大都采取集中供电方式，如：居民小区建配电室，农村以村屯形成变压器台等，这样就形成了低压单相负荷供电半径长，一般都超过500m。
(2)光、力混供电：现在我国低压供电都采取低压为三相四线制、中性点直接接地系统，而高压多采用中性点绝缘的配电系统。在供电负荷构成上，动力和民用单相负荷共用一台变压器，形成了光、力混合供电状态。而在大多数光、力混合供电中，其动力又多为季节性负荷，如：城市的采暖锅炉，农村的排灌用电等等。这样就形成了在动力负荷为淡季时，变压器为严重轻载状态。使供电损失率增大(主要是铁损)。
(3)单相负荷的供电电压低。现在我国对民用单相负荷都采用单相220V供电(即一火，一零)。若提高电压，一方面不安全(对地电压不能超过250V)，另一方面，用电器具的电压也不易变更。因此，由于低压供电电压低，形成了低压线损增大，电压损失增大。既浪费了能源，又保证不了供电电压质量。
(4)当前我国电网上在用的设备70%是高能耗设备、急需更换低耗设备，在更换高耗设备时，是按原供电方式不变简单的更换，还是更换高耗设备和改造电网结构、改变供电方式结合起来，就是当前电网改造的中心问题。 2 单相三线制供电方式的优点。
单相三线制是指将单相电压分成相位相差180°的两个单相电压，而中间点是直接接地的一种供电方式，如图1所示。
高压侧为单相10kV，低压侧为相反的两个220V。单相三线制供电方式的优点：
(1)因为向量相反的两个单相220V联结在一起，且中间接点x是直接接地的(称中性点接地)，这时在两个相的输出端a
1、a2，对地电压都不超过250V，符合安全规程的规定。
(2)由于单相三线制输出两个相反的单相电压，故a
1、a2之间输出电压为440V，对一定容量的单相负荷相当于供电压提高一倍，因此供电电流为原来的1/2，如图2。一个村屯总荷 为10kW，10kW的单相负荷尽量均匀的分配到两个单相220V上。这时由于电压为440V，电流为原来的1/2，低压线损可降至原来的1/4。
(3)单相三线制供电线路电流可减少到原来单相供电的1/2。由图2b可见，由一个220V供电，其10kW的负荷完全由低压的两根导线供给。
由图2a可见，由两个相反的220V供电，10kW的负荷可分两组，每根导线只承担5kW，因此每根导线为原来电流1/2。如果负荷分配均匀，中性线没有电流，单相三线制电流降为原来的1/2，而流通回路长度没变，仍为两根线，因此线损可降至原来的1/4。
(4)由于单相三线制供电，负荷对称分布时，其电流为原来的1/2，故线路压降也减少1/2，对保证电压质量也有好处。
(5)由于高压侧为单相供电(如10kV)，可方便高压延伸到负荷中心，更能减小低压供电半径，使损失和电压降进一步降低，如图3所示。
假设图3中，原变电器台为光、力混合供电，农村排灌和照明共用一个台区，变台建在抽水站处，因此，居民照明供电就缩短了供电半径。为了节约资金，将原来变压器只给抽水用，一年也只运行2～3个月，即使是高耗变压器，使用时间也短，待资金能解决时再更换，将高压延伸2根线到村屯中间，安装一台单相三线的变压器，这时低压电供电半径即可缩短一半，使线损进一步降低。由于照明安装新型节能变压器，照明一年中长年使用，节能效果明显。也可实现变压器在比较高的负荷率下运行。
第五篇：损耗的定义与计算
商品损耗控制
(二)
目前，国内零售企业对损耗还没有明确和统一的定义, 美国零售业对损耗(Shrinkage)的定义是：不明原因的库存短缺金额, 而把已知原因的库存减少，如报损的商品称之为损失而不是损耗, 报损商品相当于商品毛利的损失, 是降价金额的一部分。这种定义方法让管理者把精力更多地放在控制不明原因的损耗上, 突出了例外管理, 是比较科学的;国内大部分零售企业则把不明原因的库存短缺和报损商品金额合在一起作为损耗, 这种方法的观点是，损耗是未对销售产生贡献的商品金额, 强调了损耗对利润的影响。
不是所有商品都需要计算损耗, 对于生鲜分区(肉类、海鲜、熟食、果蔬、面包等), 由于其商品很难做到单品管理, 所以定期计算部门的毛利率是评估其运作的最好方法。只有非生鲜分区的自有库存部分, 才需要通过盘点确定其损耗和损耗率。
根据存货的不同计价方法, 损耗的计算分为零售价法(Retail)和成本价法(Cost)。 零售价法
零售价法以沃尔玛超市业态为代表, 目前美国的零售企业有一半采用这种方法,易初莲花也采用这种方法。计算方法如下：
损耗金额=实际盘点库存-账面库存
实际盘点库存为年终盘点时所有商品的零售价乘以库存数量的总和。
账面库存=期初库存+收货金额-销售额-∑降价金额(Markdown)
降价金额=(原售价-新售价) ×商品现货数量
公式里的每一项都以零售价计算, 特别要注意账面库存中的降价金额部分, 由于是以零售价计算, 所以每个商品在盘点期间每一次零售价的变化都需要准确记录, 这要求在变价时要人为地确认变价商品的现货数量, 如果出错将影响账面库存的准确, 从而产生损耗。 例如: 一家商场只有一种商品, 零售价10元, 库存数量100个。假如期间没有发生收货和销售,只是在盘点前零售价从10元降到9元, 在变价时计数90个, 请计算是否产生损耗?
答案: 实际盘点库存=9×100=900元(假设盘点是准确的)
账面库存=10×100-(10-9) ×90=910元
损耗金额=900-910= -10元
结果很出乎意外, 商场没有任何经营活动, 竟然盘亏了10元。原因很简单, 就是在变价计数时计错了数量, 如果计为100个, 就不会有损耗了。在实际运作中, 商品的实际现货数量和电脑库存数量一定存在差异, 所以在变价计数时一定要点实数, 如果只按库存数量, 损耗就会产生。 零售价法的好处：
* 平时库存数量的调整不影响账面库存, 只有在年终盘点和平时变价时需要准确点数,这样平时修正库存不会产生损耗, 员工敢于调整库存, 可以保证库存准确, 有助于订货的准确。
* 大盘点一年盘一次即可。
* 对于零售价经常变动的折扣店, 可以随时掌握变价金额, 便于控制毛利。
零售价法的缺点：
* 每一次变价都需要计数, 如果员工责任心不强,就会产生大量的账面损耗。
* 盘点结果损耗只能分析到部门, 不易精确到单品,不利于损耗原因的查找和调查。
* 损耗率要比成本价法的损耗率偏高。
成本价法
成本价法以沃尔玛山姆会员店业态为代表, 也是绝大部分国内零售企业采用的方法。计算方法如下：
损耗金额=实际盘点库存-账面库存
实际盘点库存为年终盘点时所有商品的成本价乘以库存数量的总和
账面库存=期初库存+收货成本-销售额成本
公式里的每一项都以成本价计算, 商品的库存数量和账面库存一一对应, 每一次库存的调整都会改变账面库存, 改变库存的途径通常有库存调整和报损调整两种。成本法的关键是平时要周期性盘点, 并调整库存, 累积损耗, 再加上年终盘点时的库存差异, 即为全年的损耗。以上只是不明原因的损耗，如果企业规定需要加上报损金额，还要把这部分加上。 成本法的好处：
* 损耗分析可以精确到单品, 便于损耗原因的查找和调查。
* 损耗率要比零售价法的损耗率偏低。
成本法的缺点：
* 平时每一次调整库存都影响账面库存, 员工不敢轻易做库存调整, 不利于库存维护, 影响订货的准确。
* 对于几万种SKU的商场, 平时周期盘点是一个巨大的工程, 影响效率。
损耗率应该作为零售企业的一个财务指标, 它的计算方法如下：
损耗率=损耗金额/盘点商品的销售额×100%
对于零售价法, 分子以零售价计算;对于成本价法, 分子以成本价计算。而分母的销售额都以零售价计算。这里需要注意, 准确地讲，销售额应该仅是由盘点的商品产生的, 不应该包括生鲜分区, 联营商品的销售额, 这样才能反映企业营运的真实水平。