摘   要： 针对原有三相不平衡度定义的各种缺陷，提出一种基于相序分解、三相线电压的有效值表征的三相不平衡度εunb。通过理论推导，得到正序分量U1和负序分量U2，二者是关于三相线电压的函数关系。根据U1和U2的数值关系，首先分别计算三相平衡度εb=U12/（U12+U22），再根据εunb=1-εb分别计算三相不平衡度。理论分析表明，三相不平衡度εunb恒处于区间[0， 1]，且当U1>U2时，正序分量占据主导地位，εunb<50%;当U1<U2时，负序分量占据主导地位，εunb>50%。改进后的三相不平衡度定义不仅更加贴近理论本质，而且无需测量相位，为理论分析和工程应用提供了便利。

关键词： 三相不平衡度（εunb）;三相平衡度;有效值;相序分解

中图分类号：TM744      文献标识码：A      文章编号：2095-8412 （2019） 01-030-06

工业技术创新 URL： http： //    DOI： 10.14103/j.issn.2095-8412.2019.01.004

引言

在电力系统中，三相不平衡是指三相电压（或电流）幅值不一致的一种现象，可分为事故性不平衡和正常性不平衡。发生三相不平衡现象的常见原因有：1）负载分配不均;2）用电负荷随机变化，无法预测;3）有新型单相大功率负荷的接入;4）外力因素，包括计量因素、窃电、季节性因素、临时用电及断线故障等。三相不平衡问题的主要危害包括：1）线路损耗增加;2）配电变压器损耗增加，出力减少;3）影响用电安全;4）电动机效率降低;5）影响通信质量。同时，三相不平衡问题也会对计量仪表的精度产生影响[1-3]。

三相不平衡度是衡量电能质量的一大重要指标。三相不平衡度定义方式的合理与否，直接影响三相不平衡度的检测以及三相不平衡问题的治理等。本文对几种原有的三相不平衡度定义进行回顾，对各自的不足加以剖析，从而提出一种改进策略。

3  讨论

3.1  与原相序分解定义下的三相不平衡度的比较

将三相不平衡度定义为负序分量与正序分量的模值之比，需要进行相位的测量，而且计算复杂，在工程应用上存在一定的局限性，并且在这种定义方式下，会出现三相不平衡度大于1的情况，不利于理论分析。

与之相对的是，本文采用负序分量的平方与正序分量和负序分量的平方和之比定义的三相不平衡度，可直接通过有效值计算得到，完全适用于工程测量。同时，经过严密的推理，表明这种定义方式下的三相不平衡度处于区间[0， 1]，更贴合理论实际。

3.2  与原有效值定义下的三相不平衡度的比较

采用有效值定义三相不平衡度的理念为工程测量带来了便捷，但脱离了相序分解的思想。一旦负载阻抗角差异较大，将对计算结果造成很大的影响。虽然CIGRE和其他协会或电力公司给出的定义相对精确，但未将正序分量和负序分量的大小关系考虑在内。由此可见，这些定义方式都存在一定的缺陷。

与之相对的是，本文首先提出三相平衡度的定义，其以相序分解为基础，同时用有效值表示结果。三相不平衡度的定义可以通过这一简单的换算直接得出，在该定义下，无需分别考虑负序分量导致的不平衡和零序分量导致的不平衡，因此无论零序分量是否存在，三相系统的平衡状态都可以直接得到表达。另外，通过计算不难发现，当正序分量大于负序分量时，三相不平衡度小于50%;反之易然。这一性质与三相不平衡度定义的理论本质相一致。

4  结束语

本文针对原有三相不平衡度定义的种种局限，提出了一种基于相序分解的，利用线电压有效值进行表征的三相不平衡度的改进定义。定义不仅更加贴近理论实际，而且方便了工程测量。总之，本文所定义的三相不平衡度更具优势。

基金项目

南京工程学院电力工程学院大学生科技创新基金2018年科技创新训练项目（项目编号：TB201804063）

参考文献

[1] 许苏跃， 陈歆技， 马华中， 等. 配电网三相不平衡全电容无功补偿的研究[J]. 电器与能效管理技术， 2015（20）： 44-48.

[2] 徐立军， 王维庆. 用于改善暂态电能质量的用户电力技术的研究[J]. 自动化仪表， 2013， 34（9）： 43-47.

[3] 吕强， 徐晔， 王金全， 等. 非线性负荷条件下的电压不平衡度探讨[J]. 建筑电气， 2013（11）： 61-65.

[4] 電能质量  三相电压不平衡： GB/T 15543-2008[S].

[5] Pillay P， Manyage M. Definitions of voltage unbalance[J]. IEEE Power Engineering Review， 2001， 21（11）： 50-51.

[6] Bollen M. Definitions of voltage unbalance[J]. IEEE Power Engineering Review， 2002， 22（11）： 49-50.

[7] NEMA Std. Publication MG 1-2009[S].

[8] Eugene C. A new simple and effective approximate formulation for the determination of three-phase unbalances by voltmeter method[C]. CIGRE， Belgique， 1986.

[9] Kennelly A E. Computation of the Unbalance Factor of a Three-Phase Triangle When Lengths of Three Sides are Given[J]. American Institute of Electrical Engineers Transactions of the， 1928， 47（1）： 341-342.

[10] Ghijselen J A L， Bossche A P M V D . Exact voltage unbalance assessment without phase measurements[J]. IEEE Transactions on Power Systems， 2005， 20（1）： 519-520.

[11] 徐立军， 王维庆. 用于改善暂态电能质量的用户电力技术的研究[J]. 自动化仪表， 2013， 34（9）： 43-47.