三相四线制供电线路中负载失衡可能产生的后果

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三相四线制供电线路中负载失衡可能产生的后果
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李月玲 何毓敏 东北电力学院 (132000)

  

8 Z* n/ }: Q( {; p, G3 A) L. ^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。

: S5 v, X" }8 u$ |) ~三相负载失衡有以下两种可能：
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% h6 u. `- U$ ^( ~; W) f(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。

' a6 ]2 a) B$ Z. z1 [$ R0 ~(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。

$ H. [8 `, p8 ^6 c$ C% x( T4 v3 _% H; C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。




图1　三相四线制实验线路图


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图2　电流电压相量图

6 j! W8 @: H1 T* Q- R- e$ u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。
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向量图如图2所示。
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｜ìA+ìB｜=2cos20°ìA=7.5A；
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ìN=｜ìA+ìB+ìC｜=4.3A。
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理论分析计算和仪表测量结果基本吻合。

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9 \6 j7 T3 k5 e# E5 X' {) O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。
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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。
( B; q2 a& v6 w% D: v% V) H0 i) v- x' C
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)
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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。

$ O: F1 b$ @% ]9 ?7 d三相负载失衡有以下两种可能：

( z$ ~- a8 b6 o/ 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。
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* q6 ^, J  p+ ~$ a, Q(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。
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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。




图1　三相四线制实验线路图


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% n1 J# ]% P0 s% r' d1 B) c图2　电流电压相量图
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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。
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(1)　假设ZA为感性，ZB为容性。
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9 U! K4 J3 J! q2 D理论分析计算和仪表测量结果基本吻合。
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) u4 K/ L0 S4 s" @( c8 _* i  g(2)　假设ZA为容性，ZB为感性。

向量图如图3所示。
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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。

8 q# v$ T; S0 c# J3 V9 a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。

& h  e% q0 u) Y# g' a' D% }: D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。
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7 C3 @1 N5 q; k  g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：
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(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。
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(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。
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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。


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+ G. x3 p6 u3 U- y' V- n: ^图1　三相四线制实验线路图



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+ X' S. a( |& K* u* l' a8 e图2　电流电压相量图
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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。
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, H. A  R9 s! I; [+ D向量图如图2所示。
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｜ìA+ìB｜=2cos20°ìA=7.5A；

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理论分析计算和仪表测量结果基本吻合。

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向量图如图3所示。
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图3　电流电压相量图?
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｜ìA+ìB｜=2cos80°·ìA=1.4A

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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。

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。
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8 l9 h8 c& s2 o, ^: T* W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。

工人兄弟

很受用，可惜看不到图！！

haohao

的确，如果有图的话，效果会好很多。

lsq001

嗯
& U4 `+ E) c% f楼主很仔细
做的这个东西
可惜没有图例
效果不好了

这个中性线上电流大的原因
再有一个就是
现代建筑中电力电子设备的大量使用
  z3 |7 p# I# D: C8 t' q1 S3 q尤其是计算机
, z: H; I6 a; c/ I, p; Z! c! x7 H3，5次谐波问题突出
1 S: [. Y  g+ f% s; U! d这些谐波电流会在中性线上叠加
2 k) W1 m& i/ n' r. f# n0 t增大电流
2 z' \2 Y2 a8 C' ~) z然后诸如发热，绝缘老化等问题出现吧
$ p% Q  }* c% q8 y4 u呵呵

wdzalrf

谢谢楼主！！！

onetwo

分析的很清楚，就差图了

ylxd1967

可惜没有图，是否把图纸传上来？谢谢

飞雄

谢谢，如果有图就好了

lkr20000lyg

谢谢楼主解开了我多时的困或

cqtzj

好帖子，我正在学习这方面知识呢，由于无图，不好理解，请ＬＺ将原文打包上传，还可以得到下载点啊，谢谢分享
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[ 本帖最后由 cqtzj 于 2008-6-24 08:13 编辑 ]