变压器三相不平衡如何判断？怎么解决？
三相平衡电路的电压源必须是正弦波，频率相同，幅度相同，相位相差120度；三相负载阻抗相同，均为线性阻抗，所以三相电流为正弦波，频率相同，幅度相同，相位相差120度。这时零线绝对没有电流。事实上三相平衡并不存在绝对平衡，实际的三相系统往往存在不同程度的失衡现象。
引文作者:上海盖能电气市场部（专注干式变压器30年）电话：189 1886 3098（微信同号）
造成三相电压不平衡的原因有很多，如单相接地、谐振断线等，只有正确区分运行，才能快速解决故障。以下内容简析如何判断三相不平衡常见故障与其危害性及主要解决方法。
一、断线故障
如一相断线但未接地，或断路器、隔离开关的一相未接通，电压互感器熔断均导致三相参数不对称。前一电压等级线路一相断线时，下一电压等级的电压表现为三个相电压均降低，一相较低，另两相较高但两者电压值相近。本级线断线时，断线相电压为零，未断线相电压仍为相电压。
二、接地故障
在单相断线和单相接地时，虽然造成三相电压的不平衡，但接地后的电压值不变。单层接地分为黄金接地和非金属接地两种。金属性接地，故障相电压为零或接近零，非故障相电压提高1.732倍，并持续保持不变；非金属性接地时，接地相电压不为零，而是降低一个数值，其他两相不到1.732倍。
三、共振原因
伴随着工业的快速发展，非线性电力负荷急剧增加，一些负荷不但产生谐波，而且造成供电电压波动和闪变，甚至造成三相电压的不平衡。
谐振引起的三相电压不平衡有两种：
一是基频谐振，其特征与单相接地相似，即一相电压降低，另两相电压升高，查找故障原因时找不到故障点，此时可对特殊用户进行检查，如果不是接地原因，可能是谐振引起的。
二是分频谐振或高频谐振，其特点是三相电压同时升高。
此外，还应注意，当空投母线切除部分线路或单相接地故障消失时，如果出现接地信号，且一、二、三相的电压高于线电压，电压表指针打到头，并同时缓慢地移动，三相电压轮流上升超过线电压，遇到这种情况，一般属于谐振。
四、三相失衡对变压器的危害
当三相负荷不平衡时，变压器在生产、生活用电中处于非对称运行状态。变压器损耗增加(包括空载损耗和负载损耗)。按照变压器运行规程，工作中变压器中性线电流不能超过变压器低压侧额定电流的25%。另外，三相负载的不平衡运行将引起变压器零序电流过大，使局部金属件的温升升高，甚至烧坏变压器。
与线损有关：三相四线制结线方式，三相负荷平衡时线损最小；当一相负荷重且两相负荷轻时，下线损增量较小；当一相负荷重时，一相负荷轻，而第三相的负荷为平均负荷，下线损增量较大；当一相负荷轻，两相负荷重的情况下，两相负荷增量最小。在三相负荷不平衡时，不论负载分配方式如何，电流不平衡度越大，线损的增量也越大。
五、三相不平衡的危害及解决方法
主要危害由三相电压或电流失衡等因素造成的。
(1)旋转电机运行在非对称状态时，转子产生额外损耗和发热，从而导致电机整体或局部升温，此外，反向磁场产生附加力矩也会使电机发生振动。对于发电机而言，定子中也会形成一系列高次谐波。
(2)负序分量作为启动元件造成多种保护误动作，直接威胁电网运行。
(3)不平衡电压使硅整流装置产生非典型谐波。
(4)对于发电机变压器，当三相负荷不平衡时，如控制最大相电流为额定值，则其余两相不能满载，从而使设备利用率下降；反之，如要维持额定容量，则会造成负荷较大的一相过负荷，而且还会出现磁路不平衡导致波形畸变，设备附加损耗增加。
六、可采取哪些措施解决由不对称负荷引起的三相电压不平衡？
(1)不对称负荷被分散到不同的供电点，以减少集中连接造成的不平衡度严重超标的问题。
(2)采用交叉换相等方法将不对称负荷合理地分配给各相，尽可能使其平衡。
(3)增加负荷接入点的短路能力，如更换电网或提高供电电压等级，使系统承受不平衡负荷的能力。
七、解决三相负荷失衡的几点措施
(1)重视低压配电网的规划工作，加强与地方政府规划等部门的沟通，避免无序建设，尤其要避免低压配电网中出现头痛医头、脚痛医脚的局面，在配电网建设和改造过程中要多加注意，在配电网建设中要多加点、多点少、多少少的配电网建设，特别要注意低压配电网建设中的“多点、多点、少点”的配网原则。
(2)在对采用低压三相四线制供电的地区，对有条件的配电台区，应积极争取采用3芯或4芯电缆或用低压集束导线供电，这样才能避免在低压线路施工中出现偏相，从而避免在有条件的配电台区内使用3芯或4芯电缆或低压集束导线供电到用户端，这样才能在低压线路上实现负荷偏相。
(3)低压配电网零线采用多点接地方式，减少零线损耗。现在三相负荷分配不均，导致零线电流出现，按规定规定，零线电流不能超过相线电流的25%，在实际运行中，由于零线导线的截面较细，相同长度的电阻值较大，零线电流过大，因此建议在低压配电网中采用多点接地时，零线电流不能超过相线电流的25%。另外，对于零线损耗问题，在目前的一般低压电缆中，零线的截面是相线的1/2，在三相负荷不平衡时，由于零线损耗增加，可以考虑适当增加导线截面的零线，例如采用五芯电缆，每相使用一个芯线，零线用两个芯线。
(4)在单相负荷占较大比重的供电地区，积极推广单相变供电。当前城市居民小区的负载电器大多采用单相电，由于线路负荷大多为电力、照明等混合负荷，而电气设备采用的同步率较低，这使低压三相负荷在实际运行中的负荷失衡程度更大。此外，从目前农村的生活用电状况来看，在许多欠发达和不发达地区的农村，人均用电量少，居住分散，供电线路长，对这些地区可以考虑到对于用户比较分散、用电负荷主要以照明为主、不大负荷的情况，采用单相变压器供电的方式，以达到减少损耗和建设资金的目的。现在单相变压器的单相变损耗比同容量的三相变压器降低15%~20%，有些厂家在低压侧生产的单相变电压等级可达380V和220V，同时在某些地区也开展了利用多台单相变向三相负荷供电的试点，为使用单相变供电提供了更广阔的空间。
(5)积极进行变压器负荷的实测及调整。负荷的测量工作看似简单，但实际工作中有几点需要注意：一是测量工作中不能简单地测量配变低压侧的A、B、C三相引出线的相电流，而且要测量零线上的电流，或者测量零线(排)对地电压，从而更好地比较三相负荷的不平衡情况，二是在大的用户负荷时，要通过及时的测量配变低压出线和接近用户端的低压线路电流，从而更好地比较三相负荷的不平衡情况，二是在大用户负荷的监测工作中，通过及时测量配变低压出线和接近用户端的低压线路电流，确定设备的运行情况，这样才能更好地比较三相负荷的不平衡情况，二是在大的用户负荷投运和在高峰负荷期间进行负荷测量，这样就可以进一步发现配变低压出线和接近用户端的低压线路电流，从而更好地比较三相负荷的不平衡情况，二是在大的用户负荷的投运和高峰负荷的测量中，要增加测量的次数，但在实际工作中有几点需要注意：一是测量负荷不能简单地测量三相负荷，二是测量三相负荷的不平衡。
