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三相四线制供电,三相负载平衡,为什么零线电流大于火线电流?

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来源:电力讲坛 版权归原作者所有,侵权请联系删除 在三相四线制的配电系统中,如果三相负载是完全相同的线性(R/L/C)负载,即三相平衡,则三相电流相差120°,在N线中互相抵消,N线中的电流理论是0,这是基本常识。 但是,当三相负载为非线性负载时,如整流电路,尽管三相负载完全相同,N线中的电流却不为零,甚至会大于相线电流。 例如,某建筑物四周的广告灯箱,采用电子镇流器的荧光灯照明。三相线路的负荷均衡,每相电流大约为90A,但N线电流达到160A。

来源:电力讲坛

版权归原作者所有,侵权请联系删除


在三相四线制的配电系统中,如果三相负载是完全相同的线性(R/L/C)负载,即三相平衡,则三相电流相差120°,在N线中互相抵消,N线中的电流理论是0,这是基本常识。

但是,当三相负载为非线性负载时,如整流电路,尽管三相负载完全相同,N线中的电流却不为零,甚至会大于相线电流。

例如,某建筑物四周的广告灯箱,采用电子镇流器的荧光灯照明。三相线路的负荷均衡,每相电流大约为90A,但N线电流达到160A。

为何三相电的负荷平衡,N线上却出现电流,并且电流达到相线电流的150%以上呢?这是由于非线性负载整流电路导致的。

图1的右图所示的是一个典型的单相整流电路,这种电路从电网吸取的电流为脉冲状,如图1的左图所示。

QQ图片20200212152812.png

当采用三相四线制供电,每相接这样的整流电路负载,并使三相负载完全相同,因相线上的电流是脉冲状的,并且相差120°,则它们在N线上叠加的结果如图2所示。

从图2可知,N线上的脉冲电流是相互错开的,无法抵消。设此时相线电流有效值为IL,N线电流有效值为IN,依有效值定义,

 ∵ IN²xR=3x(IL²xR)

∴ IN=1.732IL

即N线电流是相线电流数量的1.732倍。

如果整流电路的电流的脉宽大于60°,就会在N线上出现重叠,这时N线上的一部分电流发生抵消,实际的N线电流会小于相线电流的1.732倍。

整流电路输入的脉冲电流的宽度与整流电路中的滤波电容、负载的大小等因素有关。

QQ图片20200212152833.png

由于现代电气负荷很多都属于整流电路负载(典型的是电器商场),因此即使三相负荷完全相同,N线上也会有较大的电流。N线电流过大的危害十分严重,主要有两方面原因:

第一,N线的截面积并不比相线大,超过相线的电流必然会导致N线过热;

第二,N线上没有保险装置,不能象相线那样在过流的清况下自动断开。注:最好选用C型或D型四极断路器。


因此,N线上过大的电流构成了巨大的火灾隐患。还有,烧断N线,中性点偏移,烧毁负载。


某四极断路器分为A、B、C、D四种。

A型——N极不安装过电流脱扣器,且N极始终接通,不与其它三极一起合 分。

B型——N极不安装过电流脱扣器,且N极与其他三极一起合分(先合后分)。

C型——N极安装过电流脱扣器,且N极与其他三极一起合分(先合后分)。

D型——N极安装过电流脱扣器,且N极始终接通,不与其它三极一起合分。


电工的一些小常识


1、什么是自投自复功能?

当主电源正常有电时,主电源自动投入,备用电源备用,当主电源失电时,控制装置使主电源断路器断开,备用电源断路器闭合,备用电源供电;当主电源恢复供电时,控制装置使备用电源断路器断开,主电源断路器闭合,恢复主电源断路器供电。


2、什么是互为备用功能?

当主电源正常有电时,主电源自动投入,备用电源备用,当主电源故障或失电时备用电源投入,如果主电源恢复正常时,不再自动切换到主电源供电。只有当人为切换或备用电源故障或失电时才能切换到主电源供电。


3、什么是自投不自复功能?

当主电源正常有电时,主电源自动投入,备用电源备用,当主电源故障或失电时备用电源投入,如果主电源恢复正常时,不再自动切换到主电源供电。只有当人为切换或备用电源故障或失电时才能切换到主电源供电。


4、什么是过负荷?

指实际使用负荷超过额定负荷,大多是由于用电设备增多,超过供电企业批准的使用容量或着超过电气线路设计使用容量,会造成烧毁计量装置和电气设备。


5、什么是过负荷保护?

当电路电流超过额定值时,根据超出的幅度设定不同的动作时限,又能躲开电动机启动之类的短时过负荷。


6、什么是短路?

在正常供电的电路中,电流是流经导线和用电负荷,再回到电源上成一个闭合回路的。但是如果在电流通过的电路中,中间的一部分有两根导线碰在一起时,或者是被其他电阻很小的物体短接的话,就称为短路。


7、什么是短路保护?

指在电气线路发生短路故障后能保证迅速、可靠地将电源切断,以避免电气设备受到短路电流的冲击而造成损害的保护。


8、什么是断相?

指计量回路中的一相或多相断开的现象,但不是所有的相,都失去电压。


9、什么是断相保护?

依靠多相电路的一相导线中电流的消失而断开被保护设备或依靠多相系统的一相或几相失压来防止将电源施加到被保护设备上的一种保护方式。


10、什么是断路?

当电路没有闭合开关,或者导线没有连接好,或用电器烧坏或没安装好(如把电压表串联在电路中)时,即整个电路在某处断开。


11、欠压与过压的定义

对所有的电器设备而言,都有一个额定电压,但在实际中,不能完全保证在额定电压下工作,是在额定电压附近的一个范围,一般要求在±15%。如果低于-15%这个电压,就是“欠压”。如果高于+15%这个电压,就是“过压”。


12、欠压保护与过压保护的区别

欠压保护:指当线路电压下降到某一数值时,电动机能自动脱离电源停转。避免电动机在欠压下运行的一种保护。

过压保护:指被保护线路电压超过预定的最大值时,使电源断开或使受控设备电压降低的一种保护方式。


13、失压与失压保护

失压:当电源停电或者由于某种原因电源电压降低过多时,称为“失压”。

失压保护:当电路低于额定电压或停电情况下得到相应的保护作用,如失压后需要重新启动电路才可以再次运行,避免发生安全事故生。


QQ图片20200212152903.png

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  • wang171468177
    wang171468177 2020年02月15日 16:21:41 2楼

    谢谢楼主分享资料,图文并茂很详细。

    回复 举报 点赞
  • xingye8860
    xingye8860 2020年02月17日 08:49:45 3楼

    甚至会大于相线电流

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  • wang171468177
    wang171468177 2020年02月17日 19:17:00 4楼

    很详实的资料,值得学习。大家顶起来不能沉了。

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