论文总字数：17601字

摘 要

在中国，城乡低压配电网中大都采用三相四线制的方式供电，该方式既能满足三相动力负荷的用电需求，又能满足单相负荷的用电需求。然而由于大量参差不齐的负荷的存在，即使做到电能按负载容量大小平衡分配也难以做到三相平衡。因此，三相负荷不平衡也就成了普遍现象。由于这种现象的存在，治理三相不平衡电流从而保证电压质量的合格也就成为了一个研究讨论热点课题。本文着重于研究分析配电网低压台区三相不平衡治理的措施。

关键词：三相不平衡；配电网；治理措施

Abstract

In China,three-phase four-wire power supply is mostly used in urban and rural low-voltage distribution networks,which can meet the electricity demand of three-phase power load and single-phase load. However, due to the existence of a large number of uneven loads. It is difficult to achieve three-phase balance even if the power is balanced according to the load capacity. Therefore, three-phase load imbalance has become a common phenomenon. Due to the existence of this phenomenon, the control of three-phase unbalanced current to ensure the qualified voltage quality has become a hot topic of research and discussion. This paper focuses on the research and analysis of three-phase unbalance control measures in low voltage distribution network.

Keywords:Three-phase imbalance; Distribution network; Governance measures

目录

第一章 引言 1

1.1选题背景及意义 1

1.2本课题的历史和现状 1

1.3本课题的发展方向 2

1.4本论文的主要工作 2

第二章 电力系统配电网及其电能质量研究 3

2.1配电网自动化及其发展分析 3

2.2电能质量的定义及其指标 3

2.2.1电能质量的定义 3

2.2.2电能质量的指标 4

2.3配电网低压台区电压实际存在的问题 4

2.4配电网电压质量问题的解决方法 5

2.5本章小结 6

第三章 低压配电网三相不平衡问题的研究分析 7

3.1三相不平衡基本概述 7

3.2三相不平衡度的计算方法 7

3.3三相不平衡的危害及其原因 8

3.3.1三相负荷不平衡的原因 8

3.3.2三相不平衡的危害 8

3.4三相不平衡常用治理措施 9

3.4.1无功补偿 9

3.4.2三相相序自动转换器 9

3.4.3人工手动调整负荷相序 10

3.5本章小结 10

第四章 基于配电网三相不平衡的仿真分析 11

4.1仿真软件介绍 11

4.1.1MATLAB概述 11

4.1.2Simulink介绍 11

4.2无功补偿原理 11

4.3单相纯电导负荷平衡补偿仿真分析 12

4.4仿真结果分析 13

4.5本章小结 13

第五章 全文总结 14

致谢 15

参考文献 16

1. 引言

1.1选题背景及意义

配电台区作为城乡电网中极其重要一个的组成部分，是城乡电网中农村网络的一个重要基础。输电线路在低中压配电网中的电能损耗几乎过半，这样的损耗比例是非常大的。这些年在配电台区的实际应用里，是广泛的选择应用单相负荷的。但是现在会加上一些功率比较大的单相负荷，再加上不同时间段的用电量是差别很大的，因此现在的绝大部分的配电变压器几乎不可能在工作中保持三相平衡状态；并且由于科学技术的快速发展，现在每年都会产出大量先进的感性用电器，但是与之相匹配的配电设备的发展却落后很多，这种情况的出现导致了诸如配电台区的无功功率匮乏、配电电流和谐波电流大多数都不合格这样的严重的后果。如若配电网只能短时间甚至无法保持三相平衡状态，这会导致电气设备的使用寿命大大缩短，线损增加和电网电压及功率因数降低等一些严重后果。目前我国的农村电网和城市供电系统在使用的几乎都是低压三相四线制，由于用户家中都是单相负荷和三相负荷混合起来使用或者只是单独使用单相负荷，并且没法保证这些单相负荷、三相负荷的大小、使用负荷的时间都一样，因此电网中的三相不平衡电流是一定会存在的，且这种不平衡状况完全没有说明规律可循，我们没办法做到预知这种不平衡情况的到来，这就会使电网系统中长期存在三相负荷不平衡这种现象。三相负荷如若长期不平衡，那么该部分将会成为配电网运行的一个薄弱环节，会严重影响供电的安全性和供电质量，还会对配电的经济运行造成影响。

1.2本课题的历史和现状

从电力系统刚刚出现时就出现了很多电能质量的问题，但由于早期技术还都不太完善，因此无论是国内还是国外对电能质量方面都没有什么较深的研究。甚至于到现在各个国家对电能质量的定义都还没法做到完全统一。因此为了能够尽快统一统一对电能质量的统一，近些年来国内国外的研究人员都花费了大量的时间和金钱展开了对电能质量的深入研究和探讨。比如在国外，仅仅美国的一个研究院就有近十个关于电能质量的研究课题。而在国内，由于我国在最近几十年的时间工农业得到了快速的发展，而工农业能够如此快速的发展是离不开电力系统的支持的，电力系统能够提供优质的电能是及其关键的一点。现在工农业的发展速度减缓，就是因为这些年出现了更多与电能质量相关的问题，并且很多都没有得到有效的解决。这就使得我国的电力相关部门与企业必须要再深入地研究这些电能质量问题，必须能够在相对较短的时间找出有效的方法来解决这些电能质量问题。为了解决新出现的电能质量问题，改善配电网提供给用户的电能质量，提高用户的用电质量，这些年各地的电力部门和电力企业都在加快改造各地的电网。从这些年出台的政策和措施中，都是为了能够尽快解决这些问题，可以看出我国是非常重视电能质量问题的。

本篇文章所研究的三相不平衡问题就是其中的一个电能质量问题，且是这些年出现的问题中一个很严重的问题。三相不平衡问题是这些电能质量问题里非常容易出现的一个问题，无论是在供电还是配电过程中，只要出现了一个不合理操作就会出现该问题。在工业用电中，所用的的设备多为三相设备，若这些设备在运行过程中出现不平衡情况，这些出现问题的设备可能会被烧坏。农业用电所用的设备则和工业用电截然不同，多为单相设备，若是没有提前对这些区域做好合理规划，那么这些地方三相不平衡问题就会时常出现，将会对这些区域产生一些不利的影响。

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