在理想的三相电力系统中，三相ABC电压和电流幅值相等，相位差120。如果实际系统偏离上述情况，就会出现不平衡问题，从而导致电力利用效率降低。例如，在发电机和大型电机中，负载不平衡导致设备运行不对称，产生负相分量，导致设备过热和损耗，缩短设备寿命。
了解三相不平衡的定义，调查其产生的原因，了解其潜在的危险，并学习相应的识别和处理方法，对于保证电力系统的稳定运行、提高能源利用率具有重要意义。
1、三相不平衡原因分析
电力系统三相电压不平衡主要是由负载不平衡和系统三相阻抗不对称引起的。
负载不平衡是引起系统三相不平衡的最重要原因。造成三相负载不平衡的主要原因是三相系统中单相大容量负载的配电不合理。电力系统、三相负荷分配不同的电源具有不同的三相电压幅值和相位。例如，如果一相过载，该相电压会下降，但其他两相电压会上升，导致三相电压不平衡。
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系统三相阻抗的不对称主要是由于电源线的不对称造成的。然而，在峰值负载或高压线路停电期间，由系统三相阻抗不对称引起的电压不平衡很少超过0.5%。在某些情况下，不平衡大于1%。
2、三相不平衡的危害和影响
根据变压器运行规程，变压器运行时中性点电流不应超过变压器低压侧额定电流的25%。在生产和日常用电中，当三相负载不平衡时，变压器将处于不对称运行状态，变压器损耗（包括空载损耗和负载损耗）会增加。
另外，三相负载不平衡运行会导致变压器零序电流过大，使局部金属件温度升高，甚至烧毁变压器。当出现三相电压不平衡时，会多次出现电流不平衡，从而感应电机反向扭矩增大，导致电机温度升高、效率下降、能耗增加、产生振动。会发生输出损失等影响。
3、如何判断三相负载不平衡？
如果您有三相电力系统，需要确定是否存在三相不平衡，可以使用合适的测量仪器测量三相的电压或电流值。我们推荐CET技术系列。该系列产品在硬件平台、软件系统、功能应用等方面均达到国内外顶尖水平，为用户排查和管理电能质量问题提供直接数据。荣获国家级制造业个人冠军奖，助力新型电力系统更加安全稳定运行。
这里我们以电能质量在线监测装置iMeter 8为例。该装置可测量电压、电流的正序、负序、零序幅值和相位，并可计算分析电压、电流不平衡度，包括负序不平衡度和零序不平衡度。订单不平衡计算如下：
电压/电流负相不平衡
电压电流零序不平衡
在实际应用中，不平衡容差通常在10%或15%以内。因此，根据上述计算公式，可以判断三相电力系统是否存在严重的三相不平衡问题。
4、三相不平衡如何处理？
确定了三相不平衡的具体原因后，如何处理三相不平衡问题呢？
1.调整负载均衡
当由于负载不平衡而导致三相不平衡时，可以通过调整负载分配来解决。自动换相、配电网重组、实施负荷动态规划等运行措施、三相不平衡补偿器（APF、UPFC、STATCOM等）的应用、光伏逆变器、储能系统、太阳能逆变器的应用-储能联控措施等
2、技术升级改造
如果不平衡问题严重或者无法通过简单的调整来解决，您可能需要考虑对您的电力系统进行技术升级或修改。
例如，改变网络结构以提高供电电压水平可以提高系统承受不平衡负载的能力。
在低压三相四线城市居民和农村供电系统中，由于用电设备大多为单相负载或单相与三相混合负载，因此需要采取电容器的自动调节和补偿等技术措施。这些是必需的。组可用于平衡负载之间的各相。
3、加强监控和维护
例如上面推荐的CET科技的电能质量在线监测装置，可以帮助用户定期监测三相电流和电压平衡情况，及时发现不平衡问题，并采取行动加以解决。请确保设备处于良好状态，避免设备故障造成不平衡问题。
CET科技是国内第一家参与电能质量终端研发的公司，迄今为止，已开发出第四代电能质量监测产品，其产品不仅应用于日本各行业，但在欧洲也被广泛使用。在东南亚，我们将全面开展电力设备电能质量在线监测，保障电力系统安全稳定运行。
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