電力システムにおける三相不平衡の原因とは何か？

三相電圧不平衡の原因は多数あり、導体断線障害、単相接地、システム共鳴、三相負荷の不適切な分配、負荷の欠相運転などが含まれます。運転管理担当者はこれらの原因を正確に区別し、迅速かつ適切に対応する必要があります。次に、 ナンタン 智峰電力科技有限公司が三相不平衡の原因についてご説明いたします。

三相不平衡の原因は以下の通りです：

1. 導体断線故障

システムで接地のない開放導体障害が発生した場合、または遮断器や分離開閉器の相が閉じていない場合、または電圧変換器のヒューズが切れた場合、三相パラメータの不平衡が発生します。故障相の電圧はゼロになる一方で、非故障相の電圧は正常なままであります。このような条件下では、三相電気機器が欠相状態で運転されます。

2. 地絡故障

中性点が直接接地されていないシステムで開放導体が発生し、かつ接地された場合、三相電圧の不平衡が引き起こされますが、接地後の線間電圧の値は変化しません。

単相接地は金属接地と非金属接地に分類されます。金属接地の場合、故障相の電圧はゼロまたはゼロに近くなり、健全相の電圧は線間電圧レベルまで上昇し、この状態が継続します。非金属接地の場合、故障相と大地の間に電弧が存在します。接地された相の電圧はゼロではなく、ある一定の値まで低下します。一方、他の2相の電圧は√3倍より小さい値まで上昇します。電弧現象が存在するため、アーク過電圧が発生します。

3. システム共振

産業の急速な発展に伴い、非線形電力負荷は著しく増加しています。特定の負荷は高調波を発生させるだけでなく、供給電圧の変動やフリッカーを引き起こし、最終的に三相電圧の不平衡を生じさせる場合もあります。

4. 三相負荷の不平衡分布

我が国のほとんどの電力システムでは、変圧器が動力と照明の両システムで共用されています。初期設計では負荷のバランス配分が考慮されておらず、また設備起動時の三相使用状況が設計要件に従って均等に維持されていないため、三相負荷のアンバランスが大きく生じることになります。

5. 三相設備の単相運転

故障により、三相負荷のうち1相が停止または異常動作すると、三相電流のアンバランスや設備の異常騒音が発生します。

6. 配電変圧器負荷の監視強度の低下

配電網の管理において、三相負荷配分の管理に関する問題が頻繁に見過ごされています。配電網の点検において、配電変圧器の三相負荷が定期的に点検されたり調整されたりすることがありません。さらに、線路効果や三相負荷マトリクスの不均衡など、多数の他の要因が三相不平衡現象を引き起こしています。