三相四線制供電,三相負(fù)載平衡,為什么零線電流大于火線電流?
在三相四線制的配電系統(tǒng)中,如果三相負(fù)載是完全相同的線性(R/L/C)負(fù)載,即三相平衡,則三相電流相差120°,在N線中互相抵消,N線中的電流理論是0,這是基本常識(shí)。
但是,當(dāng)三相負(fù)載為非線性負(fù)載時(shí),如整流電路,盡管三相負(fù)載完全相同,N線中的電流卻不為零,甚至?xí)笥谙嗑€電流。
例如,某建筑物四周的廣告燈箱,采用電子鎮(zhèn)流器的熒光燈照明。三相線路的負(fù)荷均衡,每相電流大約為90A,但N線電流達(dá)到160A。
為何三相電的負(fù)荷平衡,N線上卻出現(xiàn)電流,并且電流達(dá)到相線電流的150%以上呢?這是由于非線性負(fù)載整流電路導(dǎo)致的。
圖1的右圖所示的是一個(gè)典型的單相整流電路,這種電路從電網(wǎng)吸取的電流為脈沖狀,如圖1的左圖所示。
當(dāng)采用三相四線制供電,每相接這樣的整流電路負(fù)載,并使三相負(fù)載完全相同,因相線上的電流是脈沖狀的,并且相差120°,則它們在N線上疊加的結(jié)果如圖2所示。
從圖2可知,N線上的脈沖電流是相互錯(cuò)開的,無法抵消。設(shè)此時(shí)相線電流有效值為IL,N線電流有效值為IN,依有效值定義,
∵?IN2xR=3x(IL2xR)
∴?IN=1.732IL
即N線電流是相線電流數(shù)量的1.732倍。
如果整流電路的電流的脈寬大于60°,就會(huì)在N線上出現(xiàn)重疊,這時(shí)N線上的一部分電流發(fā)生抵消,實(shí)際的N線電流會(huì)小于相線電流的1.732倍。
整流電路輸入的脈沖電流的寬度與整流電路中的濾波電容、負(fù)載的大小等因素有關(guān)。
由于現(xiàn)代電氣負(fù)荷很多都屬于整流電路負(fù)載(典型的是電器商場),因此即使三相負(fù)荷完全相同,N線上也會(huì)有較大的電流。N線電流過大的危害十分嚴(yán)重,主要有兩方面原因:
第一,N線的截面積并不比相線大,超過相線的電流必然會(huì)導(dǎo)致N線過熱;
第二,N線上沒有保險(xiǎn)裝置,不能象相線那樣在過流的清況下自動(dòng)斷開。注:最好選用C型或D型四極斷路器。
因此,N線上過大的電流構(gòu)成了巨大的火災(zāi)隱患。還有,燒斷N線,中性點(diǎn)偏移,燒毀負(fù)載。
某四極斷路器分為A、B、C、D四種。
A型——N極不安裝過電流脫扣器,且N極始終接通,不與其它三極一起合 分。
B型——N極不安裝過電流脫扣器,且N極與其他三極一起合分(先合后分)。
C型——N極安裝過電流脫扣器,且N極與其他三極一起合分(先合后分)。
D型——N極安裝過電流脫扣器,且N極始終接通,不與其它三極一起合分。
電工的一些小常識(shí)
1、什么是自投自復(fù)功能?
當(dāng)主電源正常有電時(shí),主電源自動(dòng)投入,備用電源備用,當(dāng)主電源失電時(shí),控制裝置使主電源斷路器斷開,備用電源斷路器閉合,備用電源供電;當(dāng)主電源恢復(fù)供電時(shí),控制裝置使備用電源斷路器斷開,主電源斷路器閉合,恢復(fù)主電源斷路器供電。
2、什么是互為備用功能?
當(dāng)主電源正常有電時(shí),主電源自動(dòng)投入,備用電源備用,當(dāng)主電源故障或失電時(shí)備用電源投入,如果主電源恢復(fù)正常時(shí),不再自動(dòng)切換到主電源供電。只有當(dāng)人為切換或備用電源故障或失電時(shí)才能切換到主電源供電。
3、什么是自投不自復(fù)功能?
當(dāng)主電源正常有電時(shí),主電源自動(dòng)投入,備用電源備用,當(dāng)主電源故障或失電時(shí)備用電源投入,如果主電源恢復(fù)正常時(shí),不再自動(dòng)切換到主電源供電。只有當(dāng)人為切換或備用電源故障或失電時(shí)才能切換到主電源供電。
4、什么是過負(fù)荷?
指實(shí)際使用負(fù)荷超過額定負(fù)荷,大多是由于用電設(shè)備增多,超過供電企業(yè)批準(zhǔn)的使用容量或著超過電氣線路設(shè)計(jì)使用容量,會(huì)造成燒毀計(jì)量裝置和電氣設(shè)備。
5、什么是過負(fù)荷保護(hù)?
當(dāng)電路電流超過額定值時(shí),根據(jù)超出的幅度設(shè)定不同的動(dòng)作時(shí)限,又能躲開電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)之類的短時(shí)過負(fù)荷。
6、什么是短路?
在正常供電的電路中,電流是流經(jīng)導(dǎo)線和用電負(fù)荷,再回到電源上成一個(gè)閉合回路的。但是如果在電流通過的電路中,中間的一部分有兩根導(dǎo)線碰在一起時(shí),或者是被其他電阻很小的物體短接的話,就稱為短路。
7、什么是短路保護(hù)?
指在電氣線路發(fā)生短路故障后能保證迅速、可靠地將電源切斷,以避免電氣設(shè)備受到短路電流的沖擊而造成損害的保護(hù)。
8、什么是斷相?
指計(jì)量回路中的一相或多相斷開的現(xiàn)象,但不是所有的相,都失去電壓。
9、什么是斷相保護(hù)?
依靠多相電路的一相導(dǎo)線中電流的消失而斷開被保護(hù)設(shè)備或依靠多相系統(tǒng)的一相或幾相失壓來防止將電源施加到被保護(hù)設(shè)備上的一種保護(hù)方式。
10、什么是斷路?
當(dāng)電路沒有閉合開關(guān),或者導(dǎo)線沒有連接好,或用電器燒壞或沒安裝好(如把電壓表串聯(lián)在電路中)時(shí),即整個(gè)電路在某處斷開。
11、欠壓與過壓的定義
對所有的電器設(shè)備而言,都有一個(gè)額定電壓,但在實(shí)際中,不能完全保證在額定電壓下工作,是在額定電壓附近的一個(gè)范圍,一般要求在±15%。如果低于-15%這個(gè)電壓,就是“欠壓”。如果高于+15%這個(gè)電壓,就是“過壓”。
12、欠壓保護(hù)與過壓保護(hù)的區(qū)別
欠壓保護(hù):指當(dāng)線路電壓下降到某一數(shù)值時(shí),電動(dòng)機(jī)能自動(dòng)脫離電源停轉(zhuǎn)。避免電動(dòng)機(jī)在欠壓下運(yùn)行的一種保護(hù)。
過壓保護(hù):指被保護(hù)線路電壓超過預(yù)定的最大值時(shí),使電源斷開或使受控設(shè)備電壓降低的一種保護(hù)方式。
13、失壓與失壓保護(hù)
失壓:當(dāng)電源停電或者由于某種原因電源電壓降低過多時(shí),稱為“失壓”。
失壓保護(hù):當(dāng)電路低于額定電壓或停電情況下得到相應(yīng)的保護(hù)作用,如失壓后需要重新啟動(dòng)電路才可以再次運(yùn)行,避免發(fā)生安全事故生。
編輯:黃飛
評論