北京交通大学：《电力系统自动化》课程教学课件（讲稿）第11讲 三相不平衡及其改善措施

北京交通大学课程内容BEIJINGJIAOTONGUNIVERSITY·第十一讲三相不平衡及其改善措施·第一节三相不平衡的定义及危害·第二节三相不平衡的检测·第三节三相不平衡的改善措施3

课程内容 •第十一讲 三相不平衡及其改善措施 • 第一节 三相不平衡的定义及危害 • 第二节 三相不平衡的检测 • 第三节 三相不平衡的改善措施 3

上京交通大学11.1三相不平衡的国家标准、超标的危善HIAOTONGUNIVERSITY·11.1.1三相不平衡与三相对称·11.1.2三相不平衡及其限值·11.1.3三相不平衡产生原因·11.1.4三相不平衡的危害4

11.1 三相不平衡的国家标准、超标的危害 • 11.1.1 三相不平衡与三相对称 • 11.1.2 三相不平衡及其限值 • 11.1.3 三相不平衡产生原因 • 11.1.4 三相不平衡的危害 4

北京交通大学11.1.1 三相不平衡与三相对称BEIJINGJIAOTONGUNIVERSITY(1)三相对称和三相不对称对称：频率相同，振幅或有效值相等，相位依次超前或滞后120°的三相正弦特点：三相正弦量的相量和必为0(2)三相平衡和三相不平衡平衡：任意时刻三相总瞬时功率与时间无关特点：三相总瞬时功率为常数5

11.1.1 三相不平衡与三相对称 5 (1)三相对称和三相不对称 对称:频率相同,振幅或有效值相等,相位依次超前 或滞后1200的三相正弦 特点:三相正弦量的相量和必为0 (2)三相平衡和三相不平衡 平衡:任意时刻三相总瞬时功率与时间无关 特点:三相总瞬时功率为常数

上京交通大学11.1三相不平衡的国家标准、超标的危善HIAOTONGUNIVERSITY·11.1.1三相不平衡与三相对称·11.1.2三相不平衡及其限值·11.1.3三相不平衡产生原因·11.1.4三相不平衡的危害6

11.1 三相不平衡的国家标准、超标的危害 • 11.1.1 三相不平衡与三相对称 • 11.1.2 三相不平衡及其限值 • 11.1.3 三相不平衡产生原因 • 11.1.4 三相不平衡的危害 6

北京交通大学11.1.2三相不平衡度及其限值BEIJING JIAOTONGUNIVERSITY(1)三相不平衡度的定义《电能质量三相电压不平衡》GBT15543-2008负序分量均方根值与正序分量均方根值之比U2I2 ×100%2x100%,8SuUI1实际中，按三相电量a，b，c计算a4 +b4 +c41-V3-6Lx100%(α2 +b2 +c2)2V1+/3-6L

11.1.2 三相不平衡度及其限值 （1）三相不平衡度的定义 《电能质量 三相电压不平衡》GBT15543－2008 7 实际中,按三相电量a,b,c计算 负序分量均方根值与正序分量均方根值之比 100%, 100% 1 2 1 2 = × = × I I ε U U εU I 2 2 2 2 4 4 4 ( ) 100%, 1 3 6 1 3 6 a b c a b c L L L ε + + + + × = + − − − =

北京交通大学11.1.2三相不平衡度及其限值BEIJINGJIAOTONGUNIVERSITY工程中：某不对称负荷在公共连接点（PointofCommonCoupling，PCC）上造成的三相电压不平衡度的近似计算/31,U×100%110SdU,为PCC线电压均方根,S.为PCC三相短路容量I2为负荷电流负序分量·三相对称系统中某一相增加单相负荷引起电压不平衡近似计算SLx100%&uSdS,为单相负荷容量8

11.1.2 三相不平衡度及其限值 工程中： ·某不对称负荷在公共连接点（ Point of Common Coupling， PCC）上造成的三相电压不平衡度的近似计算 UL为PCC线电压均方根,Sd为PCC三相短路容量,I2为负荷电流负 序分量 · 三相对称系统中某一相增加单相负荷引起电压不平衡近似计 算 SL为单相负荷容量 8 100% 10 3 2 = × d L U S I U ε = ×100% d L U S S ε

北京交通大学11.1.2三相不平衡度及其限值BEIJING JIAOTONGUNIVERSITY(2) 三相不平衡度限值我国标准：GB/T15543一2008电能质量三相电压不平衡·PCC:正常运行：2%；短时：4%·接于PCC的用户：引起该点正常电压不平衡度允许值一般为1.3%9

11.1.2 三相不平衡度及其限值 （2）三相不平衡度限值 我国标准： GB/T 15543—2008电能质量 三相电压不平衡 ∙PCC： 正常运行：2%；短时：4% ∙ 接于PCC的用户： 引起该点正常电压不平衡度允许值一般为1.3% 9

北京交通大学11.1.2三相不平衡度及其限值BEIJING JIAOTONGUNIVERSITY(3)三相不平衡产生原因>事故性不平衡不对称故障：单相接地、两相接地短路、两相短路>非事故性不平衡发电机、变压器：对称线路：三相阻抗不等，中低压短线路可能不对称负荷：三相负荷可能不对称，尤其是单相大容量负荷（电气化铁路、电弧炉、电焊机）10

11.1.2 三相不平衡度及其限值 （3）三相不平衡产生原因 事故性不平衡 不对称故障：单相接地、两相接地短路、两相短 路 非事故性不平衡 发电机、变压器：对称 线路：三相阻抗不等，中低压短线路可能不对称 负荷：三相负荷可能不对称，尤其是单相大容量 负荷（电气化铁路、电弧炉、电焊机） 10

北京交通大学11.1.2三相不平衡度及其限值BEIJINGJIAOTONGUNIVERSITY(4)三相不平衡的危害对电动机的影响负序产生制动转矩，最大转矩和输出功率下降引起电动机振动：负序电流使电动机铜损增加，效率降低，发热，绝缘老化对变压器的影响容量得不到充分利用，局部过热对换流器的影响触发角不对称，产生较大非特征谐波，投资增大11

11.1.2 三相不平衡度及其限值 （4）三相不平衡的危害 对电动机的影响 负序产生制动转矩，最大转矩和输出功率下降； 引起电动机振动；负序电流使电动机铜损增加， 效率降低，发热，绝缘老化 对变压器的影响 容量得不到充分利用，局部过热 对换流器的影响 触发角不对称，产生较大非特征谐波，投资增大 11

北京交通大学11.1.2三相不平衡度及其限值BEIJING JIAOTONGUNIVERSITY对继电保护和自动装置的影响负序分量导致继电保护和自动装置误动作对线损的影响负序、零序导致总损耗增大对计算机的影响中性点电位漂移，对计算机产生噪声干扰，造成计算机无法正常工作12

11.1.2 三相不平衡度及其限值 对继电保护和自动装置的影响 负序分量导致继电保护和自动装置误动作 对线损的影响 负序、零序导致总损耗增大 对计算机的影响 中性点电位漂移，对计算机产生噪声干扰，造成 计算机无法正常工作 12