三相不平衡是电能质量的重要指标。虽然影响电力系统的因素很多，但正常的不平衡大多是由于三相元件、线路参数或负载不对称造成的。由于三相负荷的因素不一定，所以供电点的三相电压电流很容易出现不平衡现象，损线。

不仅如此，还会对电机的供电点造成不良影响，危害电机的正常运行。因此，如果三相不平衡超过配电网的允许范围，将会影响整个电力系统的安全运行。

一、三相不平衡的基本概念

三相不平衡是指电力系统中三相电流(或电压)幅值不一致，幅值差超过规定的范围。由于各相电源所增加的负载不平衡，属于基本负载配置问题。三相不平衡的发生与用户负荷的特性有关，也与电力系统的规划和负荷分配有关。在电网系统中，三相平衡主要是指三相电压相量大小相等，按A、B、C顺序排列时，三相电压相量之间形成的夹角为2n/3。

三相不平衡是指相量大小、角度不一致。《电能质量三相电压允许不平衡度》 (GB/T15543-1995)适用于交流额定频率50hz。电力系统正常运行时，由于负序分量的存在，PCC点连接处电压不平衡。标准规定，在电力系统公共连接点正常运行模式下，不平衡度允许为2%，短时间内不超过4%。

传说：

理想三相波形图和不平衡三相波形图

三相电流不平衡的计算方法一般有以下两个常用公式：

不平衡度%=(最大电流-最小电流)/最大电流 100%

这里有一个例子：

三相电流分别为IA=9A, IB=8A, IC=4A，故三相平均电流为7A，三相平均电流分别为2A, 1A, 3A。取最大差值，则MAX(相电流-三相平均电流)=3A，则三相电流不平衡为3/7。

三相电压不平衡的原因有很多，如：单相接地、断线共振，操作管理人员只有正确区分，才能迅速处理。

1. 电缆断开

单相断开不接地，或断路器、隔离开关单相未连接，会导致电压互感器熔断器熔断，导致三相参数不对称。当前一电压级的线路有一相断开时，下一电压级的电压显示三相电压降低，一相较低，另两相较高，但两者的电压值相似。断线时，断线相的电压为零，未断线相的电压仍为相电压。

2. 接地故障

当断线和单相接地时，虽然三相电压不平衡，但接地后电压值没有变化。单相接地分为金属性接地和非金属接地。当故障相电压为零或接近零时，非故障相电压增加1.732倍，故障相电压不变。非金属接地时，接地相电压不为零而是下降到一定值，其他两相电压增加不超过1.732倍。

3.共振原因

随着工业的快速发展，非线性电力负荷大大增加。有些负载不仅产生谐波，还会引起电源电压波动和闪烁，甚至引起三相电压不平衡。

由谐振引起的三相电压不平衡有两种：

(1)基频共振

0

(2)分频共振

另一种是分频谐振或高频谐振，其特点是三相电压同时上升。此外，还要注意的是，空降母线切断部分线路或单相接地故障消失，如接地信号出现，而一相、两相或三相电压超过线路电压时，电压表指针撞击头部，并同时缓慢移动，或三相电压轮流上升超过线路电压，在这种情况下，一般由谐振引起。

4. 三相负荷分配不合理

5. 电力负荷的不断变化

造成负荷不稳定的原因包括II地频繁发生的拆迁、移表或用电量增加；临时和季节性用电量的不稳定性。所以在总量和时间上的不确定性和不集中使得负荷用电也要跟着实际情况而变化。

6. 弱化配电负荷监控

在配电网管理中，三相负荷分配的管理问题往往被忽略。在配电网检测中，配电变压器三相负荷没有进行定期检测和调整。此外，造成三相不平衡现象的因素有很多，如影响线路和三相负载力矩不相等。

1. 增加线路功率损耗

在三相四线制供电网络中，当电流通过线路导线时，由于阻抗的存在会产生功率损耗，且损耗与通过电流的平方成正比。低压电网采用三相四线制供电系统时，由于单相负荷的存在，三相负荷不平衡是不可避免的。三相负载不平衡运行时，中性线有电流通过。这样不仅相线有损耗，中性线也产生损耗，从而增加了电网线的损耗。

2、增加配电变压器的功率损耗

3.变压器的输出减少

三相负载不平衡越大，功率分配的减小越大。因此，当三相负载不平衡时，其输出能力达不到额定值，其备用能力降低，过载能力也降低。如果变压器在过载条件下运行，很容易造成变压器发热，严重时甚至会造成变压器烧损。

4、零序电流分布

当配电变压器在三相负载不平衡的情况下运行时，会产生零序电流，零序电流会随着三相负载不平衡的程度而变化。不平衡程度越大，零序电流越大。如果工作变压器中存在零序电流，则变压器铁心会产生零序磁通。(高压侧无零序电流)，使得零序磁通只能作为通道通过罐壁和钢构件，而钢构件的渗透性较低。零序电流通过钢构件时，会产生迟滞和涡流损失，使变构钢构件局部温度升高升温。变压器绕组绝缘由于过热会加速老化，导致设备使用寿命降低。同时，零序电流的存在也会增加变压器的损耗。

5、影响电气设备安全运行

变压器根据三相负载平衡工况设计，各相绕组的电阻、漏抗、励磁阻抗基本相同。当配电变压器三相负载平衡运行时，三相电流基本相等，配电变压器内部各相的压降基本相等，则配电变压器的三相电压输出也是平衡的。

如果配电变压器在三相负载不平衡的情况下运行，那么各相的输出电流就会不相等，配电变压器内部的三相压降就会不相等，这就必然会导致配电变压器输出电压的三相不平衡。同时，变压器在三相负载不平衡时运行，三相输出电流不相等，中性线就会有电流通过。

因此，中性线产生阻抗电压降，导致中性漂移，导致各相电压变化。重相电压降低，轻相电压增加。电压不平衡条件下的供电，即容易造成用户的高压单相带电气设备烧坏，而用户的低压单相带电气设备可能无法使用。因此，当三相负载不平衡时，会严重危及电气设备的安全运行。

6. 电机效率降低

当配电变压器在三相负载不平衡状态下运行时，会引起输出电压的三相不平衡。由于不平衡电压有正序、负序、零序三个电压分量，当不平衡电压输入电机时，负序电压产生的旋转磁场与正序电压产生的旋转磁场相反，起到制动作用。

但是，由于正序磁场比负序磁场强得多，电机仍沿正序磁场方向旋转。由于负序磁场的制动作用，电机的输出功率会降低，电机的效率会降低。

同时，电机的温升和无功损失会随着三相电压的不平衡而增大。因此，电机在三相电压不平衡的情况下运行是非常不经济和不安全的。

(1)注意三相负荷的合理分配

关于三相负荷的分布，电力工作者在实际工作中应认真收集和记录相关数据，从而在一定程度上预测电力负荷的状态。其次，通过安装平衡装置可以实现更好的三相平衡分配问题。

在一些低压三相四线制系统的g中，可加装调节不平衡电流的无功补偿装置，以解决电网中经常引起的不平衡电流现象的各种后果。该装置既能补偿系统的无功功率，又能调节有功电流不平衡的作用。

此外，根据实际情况中负载力矩的不同情况，适当调整接线方式对三相负荷的合理分配也有一定的影响。

(2)三相负载不平衡电流的处理方法

根据不平衡电纳补偿原理，在可以确定的任何时刻，主要有不平衡三相不接地负载，因此它们的各个相负载可以与相同的电阻和电容形成并联形式。

因此，在不平衡电流控制电容补偿理论的指导下，可以通过分析不同性质的等效性来确定相间和相对位置之间的无功补偿。当配电变压器要对不平衡电流进行补偿时，应满足以下原则。

一是要注意电流管理要有两个内容，一是补偿功率因数，一是调节三相电流不平衡，两者共同决定补偿所需的无功功率。

第二，在工程的实际建设中，应采用充分宽容的治理方式，并进行电感补偿，避免严重的过度补偿。

第三点是要考虑到负荷会随着时间的变化而变化，基于这一特点，补偿量也要根据负荷的变化适当调整。第四点是器件和补偿设备的开关时间的限制，在设计中要有策略地管理全天的优化方案。总之，在设定金额比例调节制度时，要考虑功率因数的限制条件和过补偿的限制条件。

(3)增加三相负荷的检测和调整

还需要定期设置三相负荷的测试工作。在合理分配和控制三相符合性后，相关部门应设置检测工作。电力的平衡不可能是绝对的，只能尽量做到相对平衡，在实际检测工作中，各部门应以国家和有关部门制定的衡量平衡程度的标准为标准，对检测结果进行专业记录和分析，对各相的负载电流进行定期检测，以便及时发现三相的一些不平衡。

在检测过程中发现任何隐患时，应及时调整修改。对于在检查过程中没有发现问题的部分，也要提高警惕。检测后，不仅要对数据进行整理分析，还要及时反馈。

这里的反馈主要是指根据测试结果需要做的调整，以及在三个阶段应用新技术的可能性。通过合理检测，深入分析检测结果，可以最大程度避免不平衡现象，减少用电事故的发生。