三相四线制供电线路中负载失衡可能产生的后果

yingyuyi1

三相四线制供电线路中负载失衡可能产生的后果

李月玲 何毓敏 东北电力学院 (132000)
5 U7 O$ o' t0 J
  

8 U1 z/ g: \& Z* @' K2 N& Q5 N在三相四线制供电线路中，一般都力争使三相负载平衡，以确保供电线路安全可靠运行。但是，要做到完全平衡是很难的，尤其是在民用线路中，根本就做不到这一点。
! U: Y, T# G! \. y; ?2 |
0 ]( |+ `% b% ?7 B三相负载失衡有以下两种可能：
9 F6 I) w- L8 g, p/ u
(1)　某相或某两相负载过多，相电流较大，中性线电流也可能较大，如果长期运行，相线和中性线绝缘层易先老化。

6 z9 g1 g8 B# w& I' ^% A! |/ M" _- U4 B(2)　负载看上去比较接近，各相电流也较相近，但中性线电流却很大，甚至超过最大相电流，这是一种较为严重的失衡现象。
* K3 [+ _1 m" ?1 C
# y" m- K2 D1 F$ i9 t" c) [* T- d在实验中，三相四线制供电线路原理如图1所示，测得相电压UA=UB=UC=220V,测得IA=IB=4A,IC=3.2A，IN=4.2A。


# r0 H) Z- H* i. t& @$ z7 M3 ~' V

图1　三相四线制实验线路图
! {% W% Z8 Y: Z% v1 Q" S. \! W+ l1 ~
* g4 n5 K5 H+ B0 c3 c
' @1 y6 n7 V# d( F) Q

6 Z- w5 p) u8 x  q) O9 b% e3 F3 V: @图2　电流电压相量图

" W1 o& \- R. B8 G# `* `% T  P为什么三相输入电压对称，各相电流有效值也较接近的情况下，中性线电流却大于最大相电流?排除测量方法不当及测量仪表误差等因素，经过反复分析，得出的结论：三相负载的性质不同所引起的，通过测量各相负载的功率因数角可得｜ΦA｜=｜ΦB｜=40°,Φ C=0°，在ZA和ZB中必有一相为感性，一相为容性。

; n1 N; o& H$ Y  R: t; [9 ](1)　假设ZA为感性，ZB为容性。
; |, A7 ~& F7 L: J
向量图如图2所示。

( Y  A. k. p5 h｜ìA+ìB｜=2cos20°ìA=7.5A；
9 T0 w7 D; m+ C! L5 i- e; L- v
% l" i' w( f; o, z7 A4 [  `6 pìN=｜ìA+ìB+ìC｜=4.3A。
2 b8 @7 D4 q0 R( v' Q
% y7 ^* ]. g# Y0 c! B理论分析计算和仪表测量结果基本吻合。

$ k' u, j: ]/ `9 x$ p* \8 Z, H+ v(2)　假设ZA为容性，ZB为感性。
$ @/ p$ }8 N  ]0 ]. O6 `+ F
& E( H2 w& }5 t4 ?# D. R$ G4 G9 z' n向量图如图3所示。
4 a. @- b4 d: c, U


- ?' M9 a1 X& f/ t$ [
图3　电流电压相量图?
/ [  |( V4 _; C6 B; S3 L3 R7 W
｜ìA+ìB｜=2cos80°·ìA=1.4A

4 m6 G$ g1 _) f' s: [; t2 _ìN=｜ìA+ìB+ìC｜=4.6A
3 F. }$ j- \# M0 L1 M
由此可见，如果将A、B两相负载互换，中线电流会更大。所以在三相四线制供电线路中，三相负载是数值相等并不等于三相负载对称平衡。三相负载性质不同，将会引起中线电流过大，造成严重失衡。

. r$ n5 ]8 J; H7 W( k% D以上是通过实验得到的结论，实际中，现代大楼办公设备上使用较多的单相净化稳压电源，这些负载往往呈容性，而传统的白炽灯、日光灯均呈阻性和感性，这样不同负载接成三相四线制，就会出现中性线电流过大的现象。

因此，在三相四线制供电线路中，尤其是现代办公大楼中，要力求按负载的性质和功率大小合理、均匀分配三相负载、同时中性线的截面积不要选择太小，以免电流过大造成事故。
三相四线制供电线路中负载失衡可能产生的后果

李月玲 何毓敏 东北电力学院 (132000)

/ _5 p1 y4 x4 g3 \3 k  

% D# V9 a7 |: S7 {4 L# ^# c7 P在三相四线制供电线路中，一般都力争使三相负载平衡，以确保供电线路安全可靠运行。但是，要做到完全平衡是很难的，尤其是在民用线路中，根本就做不到这一点。

三相负载失衡有以下两种可能：

(1)　某相或某两相负载过多，相电流较大，中性线电流也可能较大，如果长期运行，相线和中性线绝缘层易先老化。
# r* l) a% I- I
(2)　负载看上去比较接近，各相电流也较相近，但中性线电流却很大，甚至超过最大相电流，这是一种较为严重的失衡现象。

" ~, M1 z; z* [9 L在实验中，三相四线制供电线路原理如图1所示，测得相电压UA=UB=UC=220V,测得IA=IB=4A,IC=3.2A，IN=4.2A。


7 O/ J; f5 g& P. Z
/ \2 S3 W5 ]3 x5 i+ V- H8 O
! D8 R3 [* c- X# R+ Z1 n图1　三相四线制实验线路图




图2　电流电压相量图
" P# o8 f5 j' W8 q6 v( ^5 J" U
% W# g% c& I9 H$ I5 |为什么三相输入电压对称，各相电流有效值也较接近的情况下，中性线电流却大于最大相电流?排除测量方法不当及测量仪表误差等因素，经过反复分析，得出的结论：三相负载的性质不同所引起的，通过测量各相负载的功率因数角可得｜ΦA｜=｜ΦB｜=40°,Φ C=0°，在ZA和ZB中必有一相为感性，一相为容性。
- l; W' m; U5 g9 Q  `; j; q! v: ?/ v
(1)　假设ZA为感性，ZB为容性。

& e& y4 \9 Y& i向量图如图2所示。

2 B0 n" d& Y  g0 u0 z* z3 C｜ìA+ìB｜=2cos20°ìA=7.5A；

ìN=｜ìA+ìB+ìC｜=4.3A。
, Q' t7 ~2 o' W" c- P, B
& u  i0 q9 l5 M/ l! l" Y! k1 G2 O理论分析计算和仪表测量结果基本吻合。
" G8 K0 j7 D& b& v8 e
(2)　假设ZA为容性，ZB为感性。
+ W6 d( J( c% Y3 u
' w4 A& q" H& f3 o! ?向量图如图3所示。


' d1 ~3 c6 Q# d. }$ R$ P0 ^8 K

  J+ A0 L5 T2 G' d  v$ Z- w: [图3　电流电压相量图?

｜ìA+ìB｜=2cos80°·ìA=1.4A
& K6 z4 `8 A- L9 n. K
0 D; W* y% A5 p. ?; A$ j3 [ìN=｜ìA+ìB+ìC｜=4.6A

由此可见，如果将A、B两相负载互换，中线电流会更大。所以在三相四线制供电线路中，三相负载是数值相等并不等于三相负载对称平衡。三相负载性质不同，将会引起中线电流过大，造成严重失衡。
- `) Q6 _4 z1 x; B# f; E
以上是通过实验得到的结论，实际中，现代大楼办公设备上使用较多的单相净化稳压电源，这些负载往往呈容性，而传统的白炽灯、日光灯均呈阻性和感性，这样不同负载接成三相四线制，就会出现中性线电流过大的现象。

0 b7 s6 k8 o6 p! @" H因此，在三相四线制供电线路中，尤其是现代办公大楼中，要力求按负载的性质和功率大小合理、均匀分配三相负载、同时中性线的截面积不要选择太小，以免电流过大造成事故。
三相四线制供电线路中负载失衡可能产生的后果

李月玲 何毓敏 东北电力学院 (132000)

- n3 x$ ?0 `6 Y  
1 I5 ~; N/ ]! |) E. K
在三相四线制供电线路中，一般都力争使三相负载平衡，以确保供电线路安全可靠运行。但是，要做到完全平衡是很难的，尤其是在民用线路中，根本就做不到这一点。

三相负载失衡有以下两种可能：

8 C; n8 R" i9 J8 Z) t! A(1)　某相或某两相负载过多，相电流较大，中性线电流也可能较大，如果长期运行，相线和中性线绝缘层易先老化。

(2)　负载看上去比较接近，各相电流也较相近，但中性线电流却很大，甚至超过最大相电流，这是一种较为严重的失衡现象。

在实验中，三相四线制供电线路原理如图1所示，测得相电压UA=UB=UC=220V,测得IA=IB=4A,IC=3.2A，IN=4.2A。



  E5 e/ F7 L8 X* H* X1 l
图1　三相四线制实验线路图
0 \: d( p+ _5 r  }8 L& H2 \3 F
$ R! n+ C( _& s  V; f/ _  M6 e

% {# P9 T  J8 c1 d3 @1 |
  \5 K  U! b& a+ M/ F- o! }图2　电流电压相量图

为什么三相输入电压对称，各相电流有效值也较接近的情况下，中性线电流却大于最大相电流?排除测量方法不当及测量仪表误差等因素，经过反复分析，得出的结论：三相负载的性质不同所引起的，通过测量各相负载的功率因数角可得｜ΦA｜=｜ΦB｜=40°,Φ C=0°，在ZA和ZB中必有一相为感性，一相为容性。

(1)　假设ZA为感性，ZB为容性。
  @' ?' y7 w" @: e, Y
5 e6 f; H- q% d: m4 y- Z向量图如图2所示。
0 l; i/ S$ H' \' e1 f3 ^
｜ìA+ìB｜=2cos20°ìA=7.5A；

ìN=｜ìA+ìB+ìC｜=4.3A。
0 a9 ]2 s2 [; }6 h1 ~
理论分析计算和仪表测量结果基本吻合。
/ k# _7 `" ]& ~6 W, v; T" E
  c  q, m: ~, N5 V2 `" N(2)　假设ZA为容性，ZB为感性。

向量图如图3所示。

- I9 J5 X$ r; a' G% e1 ~5 D3 w
: u" E- y# g3 z
2 T" {9 B' z; C
图3　电流电压相量图?
6 }. b& F! O5 _: m$ i) Q- a) o
｜ìA+ìB｜=2cos80°·ìA=1.4A
$ w1 J+ X+ U0 N7 V
  u2 h: l6 \" y/ ?0 C& SìN=｜ìA+ìB+ìC｜=4.6A

8 q$ b, K" Q  [7 d由此可见，如果将A、B两相负载互换，中线电流会更大。所以在三相四线制供电线路中，三相负载是数值相等并不等于三相负载对称平衡。三相负载性质不同，将会引起中线电流过大，造成严重失衡。

. V" X  L; W; u; }以上是通过实验得到的结论，实际中，现代大楼办公设备上使用较多的单相净化稳压电源，这些负载往往呈容性，而传统的白炽灯、日光灯均呈阻性和感性，这样不同负载接成三相四线制，就会出现中性线电流过大的现象。

因此，在三相四线制供电线路中，尤其是现代办公大楼中，要力求按负载的性质和功率大小合理、均匀分配三相负载、同时中性线的截面积不要选择太小，以免电流过大造成事故。

onetwo

配上图就更清楚了，谢谢提供的资料

liaozhai81

怎么没有图示说明的呢？

lsq001

中线上电流过大也可能是因为像计算机\打印机这类用电设备引起

hillsea2008

看看

lnnkl588

那么除了主观上那里将3相负荷尽量平衡以外,还有什么方法可以改善你说的这种状况呢?
; o1 V/ {- S  p9 D中线中流过的电流大于相电流,这种时候能不能采用什么自动装置投入一些负载来建立新的平衡呢?

leerhu

那用考虑这么负责，用4芯等截面电缆，啥问题都没有了

yu.relay

这个方面好研究不好解决，很难实用。

seeout

以前遇到过一次这种现象，而且中线电流似乎有脉动感，估计是高次谐波造成
. O: y# O  B  s2 I5 R& v7 b但实测后又好象不是这个问题，很奇怪的