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

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。

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。

' {; n. |1 g1 r) M+ A1 J+ 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。

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图1　三相四线制实验线路图
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& \7 e# F, }8 ~0 h5 z6 s4 _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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8 U+ c4 a: B* x- d! i- _理论分析计算和仪表测量结果基本吻合。

(2)　假设ZA为容性，ZB为感性。
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向量图如图3所示。

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) R% G- p7 M( M) E  I  Q- g1 ~3 A1 K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。
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3 K1 V8 ]. d: }$ m6 o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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3 S- c6 Y6 a  A9 ?; C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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! Y" }- \% [" C% q" l: u. v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。

3 [$ d0 `" t. S. U' K(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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图1　三相四线制实验线路图

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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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向量图如图2所示。

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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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(2)　假设ZA为容性，ZB为感性。
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# q3 k2 K2 u) Z. T( e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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. }) O/ j; Z; {, u, w* B5 y& P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。
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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(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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# W$ ?$ M( u3 h( m& l& K- a2 s- _' c9 l8 z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

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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。
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(1)　假设ZA为感性，ZB为容性。

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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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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。

3 B+ Y4 m+ ?0 j$ 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。
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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。

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
! B! b/ e, K& i% d8 ~9 N3 m% t# S楼主很仔细
做的这个东西
$ t* W# {( u- o  b$ g3 H# T5 m可惜没有图例
- l+ {$ A* T3 f, U: _效果不好了

1 ^/ ^1 ^3 [1 [2 D) D这个中性线上电流大的原因
7 @+ C) Y  n/ T1 [2 i再有一个就是
7 F3 f; Y* ?+ K4 F* H现代建筑中电力电子设备的大量使用
尤其是计算机
3，5次谐波问题突出
这些谐波电流会在中性线上叠加
8 k* z) ^* X5 ?. R( _+ I. \) k$ j# |. [增大电流
: {2 K5 U/ X" r0 i! \5 s6 |/ h然后诸如发热，绝缘老化等问题出现吧
9 a5 Q! u/ Q5 h$ b: R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

% o; \- s" v: B2 L* F! h[ 本帖最后由 cqtzj 于 2008-6-24 08:13 编辑 ]