三相平衡系統(tǒng)推動節(jié)電技術(shù)革命

市場需求決定生產(chǎn)導向，近兩年電荒伴生的商業(yè)機遇迅速催生了節(jié)電產(chǎn)業(yè)。而各種節(jié)電產(chǎn)品能否得到市場的廣泛推廣和應用，取決于產(chǎn)品技術(shù)含量的高低和質(zhì)量的優(yōu)劣。目前，市場上常見的節(jié)電器就工作原理而言有冷熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)、相控調(diào)壓技術(shù)、綠色照明工程技術(shù)等十多個種類。就技術(shù)層面而言，在用電側(cè)通過改造的方式，如加裝先進的節(jié)電控制裝置，通常可以使設備的用電量減少6%～20%。成熟的節(jié)電技術(shù)，都可以使用不同的用電設備，如電機、電燈、空調(diào)、壓縮機，甚至一個用電系統(tǒng)的用電量獲得大幅度的降低。

　　目前，我國已開發(fā)出一種用于系統(tǒng)節(jié)電改造的國際先進節(jié)電技術(shù)及產(chǎn)品---三相平衡系統(tǒng)節(jié)電器。該技術(shù)由珠海市華天電氣科技有限公司投入巨額資金從韓國引進，通過技術(shù)人員的科研攻關(guān)，開發(fā)出符合我國國內(nèi)電網(wǎng)及用電實際情況的“贏電”SmartPower三相平衡系統(tǒng)節(jié)電器。該節(jié)電器是一種將ZSF(ZeroSequenceFilter)的基本原理和具有國際發(fā)明專利的先進技術(shù)結(jié)合而誕生的高科技系統(tǒng)節(jié)電產(chǎn)品。它是一種將各種電力產(chǎn)品及電力機器設備上消耗的盈余消費電力及運轉(zhuǎn)中消耗的消費電力在確保其正常的動作范圍內(nèi)，實現(xiàn)消耗最小化，是一種具有劃時代意義的電力節(jié)減裝置。

　　在介紹三相平衡系統(tǒng)節(jié)電技術(shù)之前，有必要向讀者介紹一下三相不平衡、諧波和高電壓等對電網(wǎng)、電氣設備及用電系統(tǒng)的危害和影響。

　　三相不平衡的危害和影響

　　三相不平衡是指三相電源各相的電壓不對稱。是各相電源所加的負荷不均衡所致，屬于基波負荷配置問題。發(fā)生三相不平衡即與用戶負荷特性有關(guān)，同時與電力系統(tǒng)的規(guī)劃、負荷分配也有關(guān)。《電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》(GB/T15543-1995)適用于交流額定頻率為50赫茲。在電力系統(tǒng)正常運行方式下，由于負序分量而引起的PCC點連接點的電壓不平衡。該標準規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點正常運行方式下不平衡度允許值為2%，短時間不得超過4%。

　　對變壓器的危害。在生產(chǎn)、生活用電中，三相負載不平衡時，使變壓器處于不對稱運行狀態(tài)。造成變壓器的損耗增大(包括空載損耗和負載損耗)。根據(jù)變壓器運行規(guī)程規(guī)定，在運行中的變壓器中性線電流不得超過變壓器低壓側(cè)額定電流的25%。此外，三相負載不平衡運行會造成變壓器零序電流過大，局部金屬件升溫增高，甚至會導致變壓器燒毀。

　　對用電設備的影響。三相電壓不平衡的發(fā)生將導致達到數(shù)倍電流不平衡的發(fā)生。誘導電動機中逆扭矩增加，從而使電動機的溫度上升，效率下降，能耗增加，發(fā)生震動，輸出虧耗等影響。各相之間的不平衡會導致用電設備使用壽命縮短，加速設備部件更換頻率，增加設備維護的成本。斷路器允許電流的余量減少，當負載變更或交替時容易發(fā)生超載、短路現(xiàn)象。中性線中流入過大的不平衡電流，導致中性線增粗。

　　對線損的影響。三相四線制結(jié)線方式，當三相負荷平衡時線損最小；當一相負荷重，兩相負荷輕的情況下線損增量較小；當一相負荷重，一相負荷輕，而第三相的負荷為平均負荷的情況下線損增量較大；當一相負荷輕，兩相負荷重的情況下線損增量最大。當三相負荷不平衡時，無論何種負荷分配情況，電流不平衡度越大，線損增量也越大。

　　諧波的危害和影響。諧波是指電壓波形畸變。屬于負荷特性問題，是非線性負荷造成的，與非線性負荷所固有的特性有關(guān)。與供電質(zhì)量關(guān)系不大，網(wǎng)絡的運行方式、結(jié)構(gòu)參數(shù)、儲能設備的配置對諧波問題有重要的影響。只要有非線性負荷接入電網(wǎng)，就會產(chǎn)生諧波。有幾個常見多發(fā)的問題是由諧波引起的：電壓畸變、過零噪聲、中性線過熱、變壓器過熱、斷路器的誤動作等。供電電壓過高的危害隨著發(fā)電設備建設及改造工程的不斷竣工，電網(wǎng)發(fā)電后，輸配電網(wǎng)經(jīng)過升壓改造，使原來電網(wǎng)末端電壓偏低的現(xiàn)象得到改善，但如此帶來電網(wǎng)的電壓普遍偏高，特別是晚間供電電壓更高，譬如某地區(qū)晚上380伏電壓達到425伏，普遍接近410伏，此時用電設備在高于設備額定電壓狀態(tài)下運行，處于過載的工作狀態(tài)，將會導致設備過度發(fā)熱，縮短壽命。實驗證明白熾燈的電源電壓每升高5%，其平均壽命降低47%，熒光燈電壓每升高10%，其平均壽命降低15%，而對于大量的電氣設備(如電動機、變壓器、接觸器、電磁鐵等)帶有鐵芯的電氣而言，電壓升高則會引起鐵損和銅損增加。因為電氣設備在高于額定電壓和電流狀態(tài)下運行時，鐵芯的自身損耗與總電壓的平方成正比，銅損則與電流的平方成正比，所以不但形成了較大的能源浪費，而且會降低設備的平均使用壽命。

　　用電設備的運行指標和額定壽命是對其額定電壓而言的。當其端子上出現(xiàn)電壓偏差時，其運行參數(shù)和壽命將受到影響，影響程度視偏差的大小、持續(xù)的時間和設備狀況而異。通過上面的相關(guān)探討與分析，我們知道，三相不平衡、諧波和過高電壓對變壓器、電氣設備及用電系統(tǒng)的危害和影響是十分嚴重的，尤其是在很大程度上浪費了較多的電力消耗。

　　因此，解決用電系統(tǒng)的三相不平衡、諧波和過高電壓等問題是十分必要的，尤其是在電力供應緊缺的今天，更是迫在眉睫。

　　從技術(shù)方面，對三相不平衡、諧波和過高電壓等問題進行分別進行解決有很多措施和辦法。但對用電企業(yè)本身來說，如果采用一些先進的技術(shù)和措施分別進行解決，將面臨許多困難，首先是改造投入的資金將是一筆不小的數(shù)目，其次是工作量將十分巨大，另外還涉及到企業(yè)的用電佈局以及生產(chǎn)的實際情況等問題。總之，用電企業(yè)要對用電系統(tǒng)中的三相不平衡、諧波和過高電壓等問題進行分別進行解決，必將是一個十分艱巨的工程。

　　那是否有更先進和成熟的技術(shù)可以系統(tǒng)解決這個問題呢?

　　三相平衡系統(tǒng)節(jié)電技術(shù)及產(chǎn)品的問世，這些問題就迎刃而解了。三相平衡系統(tǒng)節(jié)電器采用先進的電磁平衡技術(shù)，使三相輸出的電壓、電流趨于平衡和穩(wěn)定，併可調(diào)整過剩電壓，降低設備啟動電流，抑制高次諧波，過濾浪涌和瞬流，從而改善用電品質(zhì)，同時還可以提高用電設備的使用效率，延長其使用壽命。