I. 三相不平衡とは何ですか?-
「三相不均衡」という用語は、通常、3 本の活線のそれぞれにかかる電力負荷が不均等であることを指します。電力の計算式は次のとおりです。
電力の計算式から、電力の大きさは電圧、電流、力率によって決まることがわかります。三相電圧の変動と偏差は最小限であり、事実上一定に保たれます。二相機器が主流である一般的な三相回路では、三相力率はほぼ均一のままです。-したがって、三相電流を監視することで、システムのバランスを正確に評価できます。{7}}
II.測定インジケーター
国家規格（GB/T 15543-2019「三相電圧不平衡」など）では次のように定義されています。
1. 電圧不平衡の評価基準:
許可される値は通常、次のように指定されます。
通常動作時の三相不平衡度は 2% 以下であり、ユーザー側では 3% 以下が許容されます。-
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2. 現在の不均衡評価基準:
Imax は三相電流のうちの最大電流です。-、Iavg は平均電流です。
一般的な要件は、三相電流の不均衡が 10% 以下であることですが、モーターなどの特殊な機器の場合は 5% 以下である必要があります。{0}}
Ⅲ．発生原因
三相不均衡が発生した場合、対応する原因に応じて適切な治療方法を選択する必要があります。-一般に、三相の不均衡の主な原因には、三相間の不均一な負荷分散、地絡、相断線、共振、相間の力率の不一致などが含まれます。
三相電圧の不均衡の原因-
電力システムにおける三相電圧の不均衡の主な原因は、負荷の不均衡とシステム インピーダンスの不均衡です。-負荷の不均衡は三相電圧の不均衡の主な原因であり、電気機関車や溶接機などの単相負荷が顕著です。-電力システムでは、三相発電機と変圧器は良好な対称性を示し、三相電圧の不均衡には影響しません。-。したがって、システムのインピーダンスの不均衡は、主に電源ラインのインピーダンスの不均衡によって引き起こされます。三相導体（架空線またはケーブル）が水平または垂直に配置されている場合、三相インピーダンスのバランスを維持するために移相対策を講じる必要があります。{{10}{11}}
三相電流の不平衡の原因-
電力システムにおける三相電圧不平衡の主な原因は、単相負荷（照明、家庭用電化製品など）が単相に集中していることと、三相機器の故障（モーター巻線の短絡など）です。-
IV.三相不均衡の危険と制御-
- 三相電圧の不均衡の危険性と制御-
1. 三相電圧の不均衡によって引き起こされる危険-
(1) 変圧器が不平衡負荷動作している場合、1 つの相の電圧が全負荷になり、他の 2 つの相は全負荷にならないため、変圧器の容量が十分に活用されなくなります。一方、変圧器は長時間不平衡負荷で動作すると、局所的な過熱が発生し、寿命が短くなります。
(2) 三相不平衡電源システムでは、逆相電流により追加の損失が発生し、線路損失と電圧降下が増加します。さらに、通信システムへの干渉が増大し、通常の通信品質が損なわれます。
(3) リレー保護機能が誤動作する恐れがあります。
(4) 敏感な負荷は誤動作の原因となります。
(5) 逆相成分は、モータのステータとロータの銅損を増加させ、過熱を引き起こし、絶縁劣化を加速させ、その結果、モータの動作寿命を低下させます。
2. 三相電圧の不平衡を修正するための措置-
(1) まず、三相対称電気機器を優先します。-
(2) 単相負荷の場合は、すべての相にわたって最適な負荷バランスを実現するために、3 相間で負荷を合理的に分散します。
(3) 単相負荷を三相システム内で適切に分散できない場合は、異なる電源点に接続する必要があります。-。
(4) 電力需要が高い単相負荷の場合、専用の単相変圧器が電力供給に使用されます。-。
(5) 三相平衡装置を設置してください。-
- 三相電流の不均衡の危険性と制御-
1. 三相電流の不平衡によって引き起こされる危険-
日常生活では、多数の単相負荷と三相負荷が存在します。-中性線 (N 線) と保護接地線 (PE 線) が共有されている場合、多数の単相および三相機器を TN- 電源システムに接続することと同じになります。どのような結果が生じるでしょうか?
三相の不均衡により、中性線電流が増加し、中性線電位が上昇し、線路損失が増加します。特に、中性線が断線すると、ある相では重大な電圧スパイクが発生し、別の相では大幅な電圧降下が発生します。過負荷相では損傷を受ける可能性があり、不足電圧相では機器が動作不能になります。-
三相の不均衡により、配電変圧器の電力損失が負荷の不均衡によって変化するため、変圧器損失が増加します。-また、3 相すべての電圧偏差が大きくなり、接続された電気機器の効率が低下します。
(1) 三相電流が不平衡な場合-
多数の単相デバイスが存在する場合、一定の三相負荷バランスを維持することは不可能です。-アンバランスになると中性線にアンバランスな電流が流れ、電圧変動が発生します。電圧レベルは中性線の電流と抵抗に依存します-電流と抵抗が大きいほど電圧も高くなります。
中性線と接地線が共有されている場合、三相の不平衡中性線が通電されると、機器のケーシングが帯電します。-この電圧は、数ボルトから数十ボルトの範囲に及ぶ場合があります。この電圧は高くありませんが、電気アークが発生し、可燃性または爆発性の物質に点火して火災を引き起こす可能性があります。
たとえば、三相ファンが地面（または金属プラットフォーム）に固定されたスチール製アングル ブラケットに取り付けられている場合、ファンのケーシングからの活電流がブラケットを通って大地に流れる可能性があります。ブラケットのネジが緩んでモーターが振動すると、ネジの接触点で電気アークが発生する可能性があります。可燃物または爆発物が近くにある場合、火災が発生する可能性があります。
(2) 単相機器の中性線断線-
中性線が切れると活電流が電気機器を通って中性線に伝わり、中性線が活電状態になることは広く知られています。家庭用回路の主中性線が切断され、中性線が同じアース線を共有している場合、家庭内のすべての電気機器の筐体が活電状態になり、重大な安全上の危険が生じます。
(3) 中性線が断線している。
電源システムの中性線が断線し、不平衡な三相負荷が組み合わされると、中性線の接地が失われ、中性点の重大な偏差が発生する可能性があります。-これにより、最終的には完全な三相電圧の非対称が生じ、A 相の電圧が 100 ボルトを超えて低下し、B 相の電圧が 300 ボルトまで上昇し、中性線の電圧も数十ボルトに達する可能性があります。
2. 三相電流の不平衡を修正するための措置-
(1) 負荷の再分散。単相負荷を三相システム全体に均等に分散します。-
(2) 自動無効電力補償及び平衡装置を設置してください。
(3) 分散型電源のバランスのとれた統合。
(4) 監視と警告: 配電システムにスマート監視デバイス (スマート ゲートウェイやエネルギー計測モジュールなど) を設置して、三相電流/電圧バランスを継続的に監視します。-
したがって、低電圧配電システムの三相負荷は、相間の容量差が 15% を超えないようにしてバランスをとる必要があります。-言い換えれば、最大相負荷は平均三相負荷の 1.15 倍を超えてはなりません。-。
V. 結論
三相不均衡の影響は単独ではなく、「系統損失の増加→設備故障→負荷変動→不均衡の悪化」という「系統側」から「設備側」への悪循環を形成します。-したがって、実際のアプリケーションでは、「設計段階での負荷分散の最適化、運用中のリアルタイム監視、平衡補償装置の設置」などの対策が必要となり、不均衡を国家基準内に保ち、それによって発生源での危険を軽減します。-