三相电压不平衡是指三相电压的幅值不同或者相位差不是120度，或者两者兼有。三相电压不平衡的分析通常采用对称分量法，运用该方法可以将三相电压不平衡系统分解为三个独立的对称系统，即正序系统、负序系统和零序系统。
《电能质量 三相电压不平衡》GB/T-15543-2008适用于系统标称频率为50Hz的交流电力系统正常运行方式下由于负序基波分量引起的电压不平衡及低压系统由于零序分量而引起的电压不平衡。在该规范中定义不平衡度为三相电力系统中三相不平衡的程度，并用电压、电流负序基波分量或者零序基波分量与正序基波分量的均方根值百分比来表示。同时，该规范中也给出了三相不平衡度的近似计算公式如下所示：
《电能质量 三相电压不平衡》GB/T-15543-2008中规定了对于电力系统公共连接点，电网正常运行时，负序电压不平衡度不超过2%，短时不超过4%。低压系统零序电压极限值暂不做规定，但是各相电压必须满足GB/T12325的要求。
2、三相电压不平衡产生原因
电力系统中三相电压不平衡产生的主要原因是负荷的不平衡和系统阻抗的不平衡。其中负荷的不平衡是造成三相电压不平衡的主要原因，比较明显的单相负荷由电力机车、电焊机等等。在电力系统中三相发电机和变压器等设备具有良好的对称性，不会对三相电压不平衡产生影响，故电力系统阻抗的不平衡主要是由供电线路阻抗不平衡造成的，当三相导体（架空线或者电缆）程水平或垂直排列时，为了保持三相阻抗平衡，需要采取换相等措施。
3、三相电压不平衡造成的危害
（1）变压器处于负载不平衡运行时，某相电压处于满载，其余两相未满载，使变压器容量不能得到充分的利用，同时变压器长期处于负载不平衡运行时，造成其局部过热，降低其使用寿命。
（2）供电线路处于三相不平衡系统中，负序电流会产生附加损耗，增大线路损耗和压降。另外还增大对通讯系统的干扰，影响正常通讯质量。
（3）可能会造成继电保护误动作。
（4）对于敏感性负荷可能会造成无法正常工作。
（5）负序分量的产生，使电动机定子、转子的铜耗增加，电动机过热并导致绝缘老化加快。降低其运行寿命。
4、三相电压不平衡的治理措施
（1）首先，尽量选用三相对称的用电设备。
（2）对于单相负荷，使其合理分布于三相中，使各相负荷尽可能平衡。
（3）若单相负荷不能合理分布在三相系统中时，要将单相负荷分散接于不同的供电点。
（4）单相负荷功率较大时采用单独的单相变压器对其供电。
（5）安装三相平衡设备。