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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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发表于 2007-6-26 19:55:18 | 显示全部楼层 |阅读模式

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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)
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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。
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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。5 Q/ y( n9 R: z9 T# q
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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。 : L: p- C' h0 @$ f; }9 K& B" w( \5 j. C

( l6 N; B( W$ @5 [' A- F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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图2 电流电压相量图
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  Y+ Z' w3 Q! j" P' o, y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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* K# j2 r3 B0 U' Q* q(1) 假设ZA为感性,ZB为容性。
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" Z5 y8 T! ?; @理论分析计算和仪表测量结果基本吻合。 . ?( v& M$ m7 T1 G3 @
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(2) 假设ZA为容性,ZB为感性。
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图3 电流电压相量图?
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# s9 L( y( [$ ?/ ]) I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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! ^# K$ d& g, X, ?4 _. I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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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。
  |3 y3 T  a) H8 Q7 B7 c* g6 O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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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。
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6 s$ J3 T- a3 P# O三相负载失衡有以下两种可能:) G) P2 Z) c/ [

7 z$ s+ B! Q1 c/ z3 g(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。% W  [2 S4 }1 P6 |
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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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1 d$ z/ j4 V1 _( V" E. y; M9 g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。 6 |- l# b, ~/ N* \2 V) N

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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。2 J" ]3 x. z1 t* c6 Q

- `7 }3 J4 k  S$ k$ T% b% x  Z(1) 假设ZA为感性,ZB为容性。+ N2 f- q1 B/ y  e9 x
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7 P. e! n2 v/ P8 d理论分析计算和仪表测量结果基本吻合。 , Z2 D* V* i0 u% m  A

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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。9 ]$ p6 _3 L$ A/ J4 z8 Y3 r5 q( C) l

. R4 V% }3 o/ S  j( r, [7 L/ ^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。 % a0 N7 k) l4 c( p0 q5 H5 T# w# G+ V
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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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李月玲 何毓敏 东北电力学院 (132000)
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' Q+ k4 B# [) F" ]# F( A) a& F; w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。
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三相负载失衡有以下两种可能:  G" g6 R5 r' |' x2 |
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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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1 C3 A4 x6 y( g$ M: t(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。 4 a5 |: a2 `; V2 Y  q
6 w. |, V. ]3 O8 Y. f6 S
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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图1 三相四线制实验线路图 3 [8 r% U, z3 m6 |# m5 G% ^

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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。" |6 w( H+ X9 q& n& S7 s) f  M

% Q' g5 `" f; I- r( F+ V, H, n(1) 假设ZA为感性,ZB为容性。. ^9 f+ m. m# l( m/ q; }7 H
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向量图如图2所示。
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/ c8 |1 T! d* I8 r: H/ u0 h理论分析计算和仪表测量结果基本吻合。
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(2) 假设ZA为容性,ZB为感性。
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* Y/ Y; B- I* j9 N3 }& B; C1 Z向量图如图3所示。
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3 n. c, _" q9 w: v0 b) x) W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。
* j9 x# v6 N: ?: F3 @* ~4 U  O, n0 W/ j
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。 6 X8 N7 `, ^* s- v8 @2 w

6 d% G4 h/ |, u, Q# o; f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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发表于 2007-8-31 08:53:04 | 显示全部楼层
很受用,可惜看不到图!!
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发表于 2007-9-1 20:02:19 | 显示全部楼层
的确,如果有图的话,效果会好很多。
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    发表于 2007-9-3 19:28:55 | 显示全部楼层

    回复 1# 的帖子

    嗯0 F' P% u, O2 q5 R7 u
    楼主很仔细
    / r9 v6 b7 U1 `+ q% h3 A$ S( Y5 |做的这个东西
    6 n' l% v0 f# z# I% W可惜没有图例
    3 M* l1 w% W2 t; J8 ?9 P5 V. }% R效果不好了/ J+ |, p0 p* [: ^; v0 E

    8 Y! Y1 @7 d1 l( ]这个中性线上电流大的原因
    ( M$ J. f8 H1 Q) Z8 M再有一个就是$ W1 u3 b9 C) h) x1 v9 r# u6 l6 y
    现代建筑中电力电子设备的大量使用$ E" {+ ~% ?) {! F1 }+ K3 Z
    尤其是计算机0 m% s6 P! t4 _5 ~. E' [
    3,5次谐波问题突出
    . _) s. m3 v. h, ^* p' l9 _这些谐波电流会在中性线上叠加
    ) g% m. U. g2 Y3 b增大电流
    % b! ^( |+ _1 F  l$ ~) s然后诸如发热,绝缘老化等问题出现吧
    $ O" ^! _1 a( [2 E8 D' B呵呵
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    发表于 2007-9-30 09:45:10 | 显示全部楼层
    谢谢楼主!!!
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    发表于 2007-11-1 19:22:04 | 显示全部楼层
    分析的很清楚,就差图了
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    发表于 2007-11-8 15:27:46 | 显示全部楼层
    可惜没有图,是否把图纸传上来?谢谢
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    发表于 2007-11-10 09:48:11 | 显示全部楼层
    谢谢,如果有图就好了
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    发表于 2008-1-17 19:08:04 | 显示全部楼层
    谢谢楼主解开了我多时的困或
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    发表于 2008-6-24 08:11:30 | 显示全部楼层
    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; g& f. f* g( r( v2 _( O& o$ O
    " N. T9 v5 O: H
    [ 本帖最后由 cqtzj 于 2008-6-24 08:13 编辑 ]
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