電力系統中三相電壓不平衡主要是由負荷不平衡，系統三相阻抗不對稱以及消弧線圈的不正確調諧所引起的。由于系統阻抗不對稱而引起的背景電壓不平衡度，很少超過０．５％。一般架空電網的不平衡度或不平衡電壓不超出０．５％～１．５％的范圍，其中１％以上的情況往往是分段的架空電網，其換位是在變電所母線上實現的。電纜線路的不對稱度等于零，因為無論是三芯電纜或單芯電纜，各相心線對接地包皮來說都處于對稱的位置。

　　電力系統三相電壓平衡的狀況是電能質量的主要指標之一。三相電壓不平衡過大（超過標準值２％）將導致一系列問題。國標《電能質量三相電壓允許不平衡度》（ＧＢ／Ｔ１５５４３－１９９５）是針對電力系統正常工況而制定的。標準規定了三相電壓不平衡的允許值及其計算、測量和取值方法等。這是控制電網不平衡度的主要依據，這種不平衡是由三相負荷不對稱引起的。電氣化鐵路、交流電弧爐、電焊機和單相負荷等均是三相不對稱負荷。

　　在中性點不接地系統（６、１０、３５ｋＶ）中，當消弧線圈調諧不當，和系統對地電容處于串聯諧振狀態時，會引起中性點電壓過高，從而引起三相對地電壓的嚴重不平衡?！督涣麟姎庋b置的過電壓保護和絕緣配合》（ＤＬ／Ｔ６２０－１９９７）規定，中性點電壓位移率應小于１５％相電壓。需要指出，這種由零序電壓引起的三相電壓不平衡并不影響三相線電壓的平衡性，因此不影響用戶的正常供電，但對輸電線、變壓器、互感器、避雷器等設備的安全是威脅的，也必須加以控制。

　　三相電壓不平衡度標準----關于電壓不平衡度的允許值

　　國標《電能質量三相電壓允許不平衡度》（ＧＢ／Ｔ１５５４３－１９９５）是電能質量系列標準之一。

　　現將標準的主要內容作些介紹。

　　該標準規定了三相電壓不平衡度的允許值及其計算、測量和取值方法。標準只適用于負序分量引起的不平衡場合，因為零序分量引起的不平衡基本上不影響旋轉電機的正常運行，且國際上絕大多數有關不平衡的標準均是針對負序分量制定的。

　　此外，該標準只適用于電力系統正常運行方式下的電壓不平衡。因此故障方式引起的不平衡（例如單相接地，兩相短路故障等）不在考慮之列。由于電網中較嚴重的不平衡往往是由于單相或三相不平衡負荷所引起的，因此標準的衡量點選

　　在電網的公共連接點（ＰＣＣ），以便在保證其他用戶正常用電的基礎上，給干擾源用戶以最大的限值。實際上一個大用戶（例如：鋼鐵企業）內部有多個連接點，負序干擾源在內部連接點上引起的不平衡度一般大于在ＰＣＣ上引起的不平衡度。

　　標準規定：電力系統公共連接點正常電壓不平衡度允許值為２％，短時不得超過４％。這是基于對重要用電設備（旋轉電機）標準，電網電壓不平衡度的實況調研，國外同類標準以及電磁兼容標準全面分析后選取的。

　　作為電能質量指標的電壓不平衡度，在空間上和時間上均處于動態變化之中，從整體上表現出統計的特性，因此標準中規定用９５％概率大值作為衡量值。也就是說，標準中規定的“正常電壓不平衡度允許值２％”是在測量時間９５％內的限值，而剩余５％時間可以超過２％。過大的“非正常值”時間雖短，也會對電網和用電設備造成有害的干擾，特別是對有負序起動元件的快速動作繼電保護和自動裝置，容易引起誤動。因此標準中對最大的允許值作了“不得大于４％”的規定。

　　標準規定了對每個用戶電壓不平衡的一般限值為１．３％，這是參考了國外相關規定，并考慮到不平衡負荷是電網中少數特殊負荷而定的。但實際情況千差萬別，因此，還規定“根據連接點的負荷狀況，鄰近發電機、繼電保護和自動裝置安全運行要求，可作適當變動。”

　　三相電壓不平衡度標準----三相平衡化的基本原理

　　將不平衡三相系統變換成平衡的三相系統時，在變換設備中應該設有能夠暫時儲存電磁能量的電感線圈和電容器元件。最簡單的例子為圖1（a）所示的單相電阻負荷R形成的不平衡三相系統，在其他兩相分別適配電感和電容的電抗，如圖1（b）所示，即可構成平衡的三相系統。該平衡的三相系統的相量圖如圖2所示。

　　由此可見，采用平衡化電路可將不平衡的三相系統變換成平衡的三相系統。

　　變壓器三相電壓不平衡的危害

　　增加線路的電能損耗。在三相四線制供電網絡中，電流通過線路導線時，因存在阻抗必將產生電能損耗，其損耗與通過電流的平方成正比。當低壓電網以三相四線制供電時，由于有單相負載存在，造成三相負載不平衡在所難免。當三相負載不平衡運行時，中性線即有電流通過。這樣不但相線有損耗，而且中性線也產生損耗，從而增加了電網線路的損耗。

　　增加配電變壓器的電能損耗。配電變壓器是低壓電網的供電主設備，當其在三相負載不平衡工況下運行時，將會造成配變損耗的增加。因為配變的功率損耗是隨負載的不平衡度而變化的。

　　配變出力減少。配變設計時，其繞組結構是按負載平衡運行工況設計的，其繞組性能基本一致，各相額定容量相等。配變的最大允許出力要受到每相額定容量的限制。假如當配變處于三相負載不平衡工況下運行，負載輕的一相就有富余容量，從而使配變的出力減少。其出力減少程度與三相負載的不平衡度有關。三相負載不平衡越大，配變出力減少越多。為此，配變在三相負載不平衡時運行，其輸出的容量就無法達到額定值，其備用容量亦相應減少，過載能力也降低。假如配變在過載工況下運行，即極易引發配變發熱，嚴重時甚至會造成配變燒損。

　　配變產生零序電流。配變在三相負載不平衡工況下運行，將產生零序電流，該電流將隨三相負載不平衡的程度而變化，不平衡度越大，則零序電流也越大。運行中的配變若存在零序電流，則其鐵芯中將產生零序磁通。（高壓側沒有零序電流）這迫使零序磁通只能以油箱壁及鋼構件作為通道通過，而鋼構件的導磁率較低，零序電流通過鋼構件時，即要產生磁滯和渦流損耗，從而使配變的鋼構件局部溫度升高發熱。配變的繞組絕緣因過熱而加快老化，導致設備壽命降低。同時，零序電流的存也會增加配變的損耗。

　　影響用電設備的安全運行。配變是根據三相負載平衡運行工況設計的，其每相繞組的電阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。當配變在三相負載平衡時運行，其三相電流基本相等，配變內部每相壓降也基本相同，則配變輸出的三相電壓也是平衡的。假如配變在三相負載不平衡時運行，其各相輸出電流就不相等，其配變內部三相壓降就不相等，這必將導致配變輸出電壓三相不平衡。同時，配變在三相負載不平衡時運行，三相輸出電流不一樣，而中性線就會有電流通過。因而使中性線產生阻抗壓降，從而導致中性點漂移，致使各相相電壓發生變化。負載重的一相電壓降低，而負載輕的一相電壓升高。在電壓不平衡狀況下供電，即容易造成電壓高的一相接帶的用戶用電設備燒壞，而電壓低的一相接帶的用戶用電設備則可能無法使用。所以三相負載不平衡運行時，將嚴重危及用電設備的安全運行。

　　電動機效率降低。配變在三相負載不平衡工況下運行，將引起輸出電壓三相不平衡。由于不平衡電壓存在著正序、負序、零序三個電壓分量，當這種不平衡的電壓輸入電動機后，負序電壓產生旋轉磁場與正序電壓產生的旋轉磁場相反，起到制動作用。但由于正序磁場比負序磁場要強得多，電動機仍按正序磁場方向轉動。而由于負序磁場的制動作用，必將引起電動機輸出功率減少，從而導致電動機效率降低。同時，電動機的溫升和無功損耗，也將隨三相電壓的不平衡度而增大。所以電動機在三相電壓不平衡狀況下運行，是非常不經濟和不安全的。

　　三相不平衡的解決辦法

　　引起三相電壓不平衡的原因有多種，如：單相接地、斷；一、斷線故障如果一相斷線但未接地，或斷路器、隔離；二、接地故障當線路一相斷線并單相接地時，雖引起三；諧振原因隨著工業的飛速發展，非線性電力負荷大量增；諧振引起三相電壓不平衡有兩種：；一種是基頻諧振，特征類似于單相接地，即一相電壓降；另一種是分頻諧振或高頻諧振。

　?、佟♂槍ε渥兤骄撦d率低于25%、電壓波動過大的季節性“低電壓”問題，可使用有載調容、調壓配變；

　?、凇⌒略雠_區配變在設計時充分考慮供電半徑及負載大小、平衡分配；

　　③　對于出口電流不平衡度超過15%、負載率大于60%，且通過管理措施難于調整的配變臺區，可加裝三相不平衡自動調整裝置來調整，尤其對于低電壓諧波、電壓閃變、無功補償容量不足等多種因素導致“低電壓”問題，可配置低壓靜止無功發生器（LBSVG）；

　　④　對于由于供電半徑過大，負荷過重導致的供電末端“低電壓”問題，且通過增加無功補償裝置不能提高的，可加裝低壓線路調整裝置；

　　⑤　由于三相負載不平衡導致某相電壓過高，另一相末端電壓低的臺區，在通過管理措施難于調整的，可通過加裝LINGBU系列-電網三相不平衡智能調節器（LBSTUR）來調整三相不平衡。領步技術團隊研發的三相不平衡智能調節器可以針對性解決三相不平衡問題，在補償系統無功的同時調整不平衡有功電流的作用。其理論結果可使三相功率因數均補償至1，三相電流調整至平衡。實際應用表明，可使三相功率因數補償到0.95以上，使不平衡電流調整到變壓器額定電流的10％以內。