三相負荷不平衡的危害
3.1 對配電變壓器的影響
（1）三相負荷不平衡將增加變壓器的損耗：
變壓器的損耗包括空載損耗和負荷損耗.正常情況下變壓器運行電壓基本不變,即空載損耗是一個恒量.而負荷損耗則隨變壓器運行負荷的變化而變化,且與負荷電流的平方成正比.當(dāng)三相負荷不平衡運行時,變壓器的負荷損耗可看成三只單相變壓器的負荷損耗之和.
從數(shù)學(xué)定理中我們知道：假設(shè)a、b、c 3個數(shù)都大于或等于零,那么a+b+c≥33√abc .
當(dāng)a=b=c時,代數(shù)和a+b+c取得最小值：a+b+c＝33√abc .
因此我們可以假設(shè)變壓器的三相損耗分別為：Qa＝Ia2 R、Qb= Ib2 R 、Qc =Ic2 R,式中Ia、Ib、Ic分別為變壓器二次負荷相電流,R為變壓器的相電阻.則變壓器的損耗表達式如下：
Qa+Qb+Qc≥33√〔（Ia2 R）（Ib2 R）（Ic2 R）〕
由此可知,變壓器的在負荷不變的情況下,當(dāng)Ia=Ib=Ic時,即三相負荷達到平衡時,變壓器的損耗最小.
則變壓器損耗：
當(dāng)變壓器三相平衡運行時,即Ia=Ib=Ic=I時,Qa＋Qb＋Qc=3I2R；
當(dāng)變壓器運行在最大不平衡時,即Ia=3I,Ib=Ic＝0時,Qa=(3I)2R=9I2R=3(3I2R)；
即最大不平衡時的變損是平衡時的3倍.
（2）三相負荷不平衡可能造成燒毀變壓器的嚴重后果：
上述不平衡時重負荷相電流過大（增為3倍）,超載過多,可能造成繞組和變壓器油的過熱.繞組過熱,絕緣老化加快；變壓器油過熱,引起油質(zhì)劣化,迅速降低變壓器的絕緣性能,減少變壓器壽命（溫度每升高8℃,使用年限將減少一半）,甚至燒毀繞組.
（3）三相負荷不平衡運行會造成變壓器零序電流過大,局部金屬件溫升增高：
在三相負荷不平衡運行下的變壓器,必然會產(chǎn)生零序電流,而變壓器內(nèi)部零序電流的存在,會在鐵芯中產(chǎn)生零序磁通,這些零序磁通就會在變壓器的油箱壁或其他金屬構(gòu)件中構(gòu)成回路.但配電變壓器設(shè)計時不考慮這些金屬構(gòu)件為導(dǎo)磁部件,則由此引起的磁滯和渦流損耗使這些部件發(fā)熱,致使變壓器局部金屬件溫度異常升高,嚴重時將導(dǎo)致變壓器運行事故.
3.2 對高壓線路的影響
（1）增加高壓線路損耗：
低壓側(cè)三相負荷平衡時,10k V高壓側(cè)也平衡,設(shè)高壓線路每相的電流為I,其功率損耗為：ΔP1 = 3I2R
低壓電網(wǎng)三相負荷不平衡將反映到高壓側(cè),在最大不平衡時,高壓對應(yīng)相為1.5I,另外兩相都為0.75 I,功率損耗為：
ΔP2 = 2（0.75I）2R＋（1.5I）2R = 3.375I2R =1.125（3I2R）；
即高壓線路上電能損耗增加12.5％.
（2）增加高壓線路跳閘次數(shù)、降低開關(guān)設(shè)備使用壽命：
我們知道高壓線路過流故障占相當(dāng)比例,其原因是電流過大.低壓電網(wǎng)三相負荷不平衡可能引起高壓某相電流過大,從而引起高壓線路過流跳閘停電,引發(fā)大面積停電事故,同時變電站的開關(guān)設(shè)備頻繁跳閘將降低使用壽命.
3.3 對配電屏和低壓線路的影響
（1）三相負荷不平衡將增加線路損耗：
三相四線制供電線路,把負荷平均分配到三相上,設(shè)每相的電流為I,中性線電流為零,其功率損耗為：ΔP1 = 3I2R
在最大不平衡時,即某相為3I,另外兩相為零,中性線電流也為3I,功率損耗為：
ΔP2 = 2（3I)2R = 18I2R = 6（3I2R)；
即最大不平衡時的電能損耗是平衡時的6倍,換句話說,若最大不平衡時每月?lián)p失1200 kWh,則平衡時只損失200 kWh,由此可知調(diào)整三相負荷的降損潛力.
（2）三相負荷不平衡可能造成燒斷線路、燒毀開關(guān)設(shè)備的嚴重后果：
上述不平衡時重負荷相電流過大（增為3倍）,超載過多.由于發(fā)熱量Q＝0.24I2Rt,電流增為3倍,則發(fā)熱量增為9倍,可能造成該相導(dǎo)線溫度直線上升,以致燒斷.且由于中性線導(dǎo)線截面一般應(yīng)是相線截面的50％,但在選擇時,有的往往偏小,加上接頭質(zhì)量不好,使導(dǎo)線電阻增大.中性線燒斷的幾率更高.
同理在配電屏上,造成開關(guān)重負荷相燒壞、接觸器重負荷相燒壞,因而整機損壞等嚴重后果.
3.4 對供電企業(yè)的影響
供電企業(yè)直管到戶,低壓電網(wǎng)損耗大,將降低供電企業(yè)的經(jīng)濟效益,甚至造成供電企業(yè)虧損經(jīng)營.農(nóng)電工承包臺區(qū)線損,線損高農(nóng)電工獎金被扣發(fā),甚至連工資也得不到,必然影響農(nóng)電工情緒,輕則工作消極,重則為了得到錢違法犯罪.
變壓器燒毀、線路燒斷、開關(guān)設(shè)備燒壞,一方面增大供電企業(yè)的供電成本,另一方面停電檢修、購貨更換造成長時間停電,少供電量,既降低供電企業(yè)的經(jīng)濟效益,又影響供電企業(yè)的聲譽.
3.5 對用戶的影響
三相負荷不平衡,一相或兩相畸重,必將增大線路中的電壓降,降低電能質(zhì)量,影響用戶的電器使用.
變壓器燒毀、線路燒斷、開關(guān)設(shè)備燒壞,影響用戶供電,輕則帶來不便,重則造成較大的經(jīng)濟損失,如停電造成養(yǎng)殖的動植物死亡,或不能按合同供貨被懲罰等.中性線燒斷還可能造成用戶大量低壓電器被燒毀的事故.