電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行方式下，供電環(huán)節(jié)的不平衡或用電環(huán)節(jié)的不平衡都可以導(dǎo)致電力系統(tǒng)的三相電壓不平衡，三相電壓不平衡將會導(dǎo)致用電設(shè)備的異常以及很多危害，本文詳細(xì)介紹三相電壓不平衡的定義及其測量。

一三相電壓不平衡定義

　　根據(jù)IEC61000-4-30電壓不平衡定義：三相系統(tǒng)中，線電壓的基波有效值互不相等，或線電壓之間的相角差不相等。

　　下圖為三相交流電力系統(tǒng)中三相電壓為不同幅值，相角互差不等于120°

三相不平衡交流電壓波形圖及基波矢量圖

　　下圖為理想的三相交流電力系統(tǒng)中三相電壓為同一幅值，相角互差120°

理想的三相交流電壓波形圖及基波矢量圖

二產(chǎn)生三相電壓不平衡原因及其危害

　　產(chǎn)生三相電壓不平衡原因主要是：單相負(fù)載，單相大容量負(fù)載如電氣化鐵路、電弧爐、電焊機(jī)等，在系統(tǒng)中容量與電氣位置分布不合理(如：電氣化鐵路牽引供電;三相電網(wǎng)某一相或兩相接有大功率負(fù)載，出現(xiàn)電壓不平衡)。

　　三相不平衡電壓由不平衡電流引起，電網(wǎng)中的負(fù)序電壓，由電網(wǎng)中不平衡負(fù)載上流動的負(fù)序電流而引起，電網(wǎng)中的零序電壓，由電網(wǎng)中不平衡負(fù)載上流動的零序電流而引起，三角形連接的變壓器可以阻止零序不平衡電壓的傳播，零序電壓可能影響以線一零為方式連接的三相設(shè)備，但對大多數(shù)以線一線方式連接的三相設(shè)備無影響。

　　三相不平衡的危害：供電電壓不平衡將使電氣設(shè)備(如電動機(jī))熱損耗增加、發(fā)生振動，保護(hù)、控制設(shè)備可能受到干擾，如多相換流器直流端將產(chǎn)生紋波分量，交流輸出端產(chǎn)生非特征諧波等不正常現(xiàn)象的發(fā)生，嚴(yán)重的直接損壞電氣設(shè)備。

三三相電壓不平衡的測量

　　三相電壓不平衡IEC標(biāo)準(zhǔn)算法：

　　測量三相電壓的基波幅值與相角，計(jì)算不平衡度：

　　設(shè)三相基波電壓

　　正序分量：

　　負(fù)序分量：

　　測量計(jì)算公式：

　　負(fù)序不平衡度：

　　三相電壓不平衡的測量中需要主要的問題：

　　負(fù)序、零序不平衡度必須以10周期時間間隔對基波成分(50Hz)由對稱分量法進(jìn)行計(jì)算，應(yīng)采用濾波器或DFT算法，將諧波的影響降至最小；由三相有效值計(jì)算不平衡度的簡便算法沒有考慮相角不平衡因數(shù)，諧波電壓的存在將導(dǎo)致錯誤的不平衡度測量結(jié)果。電機(jī)系統(tǒng)中零序分量將受3次諧波電壓的影響而增加，負(fù)序分量將受5次諧波電壓的影響而增加。這些額外增加的量對設(shè)備的影響和基波頻率的不平衡度造成的影響并不相同。

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