GB/T国家标准对六项电能质量指标做了相关要求,包括供电电压偏差、电力系统频率偏差、电压波动和闪变、公用电网谐波、公用电网简谐波、三相电压不平衡度。导致电能质量降低的因素有很多,其中就包括三相线路负荷不平衡。我国低压配电网采用三相四线制供电方式,但用户负载大部分为单相负载,大量单相负载的随机接入容易导致三相线路负荷不平衡,该问题长期存在且难以解决。三相线路负荷不平衡会造成变压器损耗增加、线路损耗增加、线路和变压器发热增加、用户侧出现过电压或欠电压等一系列问题,影响低压配电网安全稳定运行。目前,治理三相线路负荷不平衡的方法有配网重构法、负荷补偿法、负荷换相法,其中负荷换相法最具前景,基于负荷换相法的自动换相装置已被大量研究和开发出来。目前,自动换相装置的研究面临技术瓶颈,主要问题是难以实现安全、可靠的无缝换相操作,虽然已做到20ms内完成换相,但仍然会影响一些对电能质量非常敏感的设备的正常使用,如医疗设备、仪器仪表和部分显示设备等。此外,换相继电器的机械寿命在10万次左右,而电气寿命仅2万次左右。因此在实际工程中,自动换相装置的换相频率都设置得较低,一般几十分钟甚至几小时才允许执行一次换相操作,实际治理效果远低于理论预期,导致自动换相装置没能大规模投入使用。本文针对自动换相装置存在的问题,设计并实现了一套基于换相法的低压配电线路负荷预平衡系统。该系统在用户用电前完成换相操作,无需进行大电流换相,从而避免了自动换相装置存在的换相风险问题。在预平衡系统设计过程中,建立了基于电流和基于电压的两种换相策略,以PIC18F27Q10单片机为核心控制器对硬件部分进行实现,采用C语言、python语言编程对系统软件部分进行实现,实验结果表明,所设计的预平衡系统能有效治理三相线路负荷不平衡。研究结果提高了低压配电网运行的安全性、可靠性、经济性,具有一定的实用价值,也为三相线路负荷不平衡治理研究提供了新思路。