三相平衡系統推動節電技術革命

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

　　目前，我國已開發出一種用于系統節電改造的國際先進節電技術及產品---三相平衡系統節電器。該技術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，通過技術人員的科研攻關，開發出符合我國國內電網及用電實際情況的“贏電”SmartPower三相平衡系統節電器。該節電器是一種將ZSF(ZeroSequenceFilter)的基本原理和具有國際發明專利的先進技術結合而誕生的高科技系統節電產品。它是一種將各種電力產品及電力機器設備上消耗的盈余消費電力及運轉中消耗的消費電力在確保其正常的動作范圍內，實現消耗最小化，是一種具有劃時代意義的電力節減裝置。

　　在介紹三相平衡系統節電技術之前，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、電氣設備及用電系統的危害和影響。

　　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。發生三相不平衡即與用戶負荷特性有關，同時與電力系統的規劃、負荷分配也有關。《電能質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。該標準規定：電力系統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、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。造成變壓器的損耗增大(包括空載損耗和負載損耗)。根據變壓器運行規程規定，在運行中的變壓器中性線電流不得超過變壓器低壓側額定電流的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生將導致達到數倍電流不平衡的發生。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生超載、短路現象。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。與供電質量關系不大，網絡的運行方式、結構參數、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，就會產生諧波。有幾個常見多發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電設備建設及改造工程的不斷竣工，電網發電后，輸配電網經過升壓改造，使原來電網末端電壓偏低的現象得到改善，但如此帶來電網的電壓普遍偏高，特別是晚間供電電壓更高，譬如某地區晚上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下運行，處于過載的工作狀態，將會導致設備過度發熱，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。當其端子上出現電壓偏差時，其運行參數和壽命將受到影響，影響程度視偏差的大小、持續的時間和設備狀況而異。通過上面的相關探討與分析，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。但對用電企業本身來說，如果采用一些先進的技術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目，其次是工作量將十分巨大，另外還涉及到企業的用電佈局以及生產的實際情況等問題。總之，用電企業要對用電系統中的三相不平衡、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可以系統解決這個問題呢?

　　三相平衡系統節電技術及產品的問世，這些問題就迎刃而解了。三相平衡系統節電器采用先進的電磁平衡技術，使三相輸出的電壓、電流趨于平衡和穩定，併可調整過剩電壓，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，同時還可以提高用電設備的使用效率，延長其使用壽命。