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配电网三相不平衡问题的分析与研究

王代弟  
【摘要】: 三相不平衡因素分为事故性和正常性两大类。本文针对正常性三相不平衡进行研究,阐明了三相不平衡对供电系统中变压器、电动机、发电机、输电线路、照明设备等危害,并计算了三相不平衡对变压器的出力损耗、对电动机的附加转矩值以及对输电线路的线损值。本文通过时域仿真法(ATP-EMTP、MATLAB)对三相不平衡产生原因进行了建模和分析:1、对地电容不均,当系统对地参数不一致或对地负荷不平衡时,系统会产生工频位移电压,出现三相不平衡。2、单相负载,在电网中,单相负载比较普遍,特别是单相电加热炉、电力机车、居民用电等占有一定的比重,虽然设计时尽量考虑使单相负载平均分配在三相上,但由于使用过程的不同时性,造成三相不平衡运行。3、电压互感器铁磁谐振,主要原因是系统中电磁式电压互感器由于各种原因导致铁心磁饱和,从而与系统电容产生铁磁谐振,引起三相不平衡。4、消弧线圈,消弧线圈能引起三相不平衡度增大,并当与系统电容发生谐振时,三相电压都骤增,对系统设备损坏很大。针对三相不平衡的不同起因,进行ATP-EMTP、MATLAB仿真,得到了三相电压波形图及电压值,并根据仿真结果设计了查找三相不平衡起因的流程图和各种起因电压表现对照表。 本课题以西北某电网三相不平衡项目为依托,通过调查与研究,根据现场实际参数,进行了ATP-EMTP仿真理论分析,找出了该电网35kV线路三相电压不平衡的起因,并提出了解决该电网电压不平衡的方案以及一种测量对地电容的方法——外接电容法。本文的研究方法和结果既有针对性地解决了实际中的问题同时也提供了一种行之有效的理论分析方法,可以有效地提高电力系统的运行和管理水平。


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