什么是相線
為了使交流電有很方便的動(dòng)力轉(zhuǎn)換功能, 通常工業(yè)用電采用三相正弦交流電且電流相位(反映電流的方向大小)相互相差120度。通常我們將每一根這樣的導(dǎo)線稱為相線(火線)。
工業(yè)三相電
電壓是380V,三根火線。三相輸電在輸電距離,輸送功率,功率因數(shù),電壓損失和功率損失都相同的情況相下,比單相輸電經(jīng)濟(jì)得多。三相電動(dòng)機(jī)性能也比單相電動(dòng)機(jī)性能好,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于維護(hù)。三相制得到廣泛應(yīng)用。
零線接反自動(dòng)矯正器
什么是零線
零線是變壓器二次側(cè)中性點(diǎn)引出的線路。與相線構(gòu)成回路對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行供電,通常情況下,零線在變壓器二次側(cè)中性點(diǎn)處與地線重復(fù)接地,起到雙重保護(hù)作用。
火線與零線的區(qū)別
火線和零線都是帶電的線,如果二相電源接了用電器的話,那么就有電流從電線中流過(guò)。
一般的感覺(jué)火線帶了電,是因?yàn)槿绻私佑|(包括一些間接接觸)了火線,一部分的電流就從人的身體中經(jīng)過(guò)了,就好比本來(lái)一個(gè)水管子,從中間有分了一個(gè)水龍頭了。零線不帶電是因?yàn)殡娫吹牧硪欢耍憔€)接了地,在地上接觸零線的時(shí)候,因?yàn)闆](méi)有位差,就不會(huì)形成電流。因此,就有零線不帶電的感覺(jué)。零線和火線本來(lái)都是由電源出來(lái)的,電流的正方向就是由一出,經(jīng)過(guò)外部設(shè)備,從另一端進(jìn)。形成一個(gè)回路。零線和火線的區(qū)別就是電源的兩個(gè)端子其中的一個(gè)接了大地。
零線電流大于相線電流原因分析
若三相負(fù)載平衡,進(jìn)線主零線電流為零;當(dāng)三相負(fù)載略為不平衡時(shí),進(jìn)線主零線才有較小電流的;只有當(dāng)三相中的一相出現(xiàn)斷相時(shí),進(jìn)線主零線電流才有可能大于相線電流。由于廣告燈箱里邊的采用了單相整理、會(huì)產(chǎn)生大量的三次諧波、通常的電源三次諧波含有率在80%左右、而三次電流諧波由于相位角、矢量角完全相同、故不能相同抵消、只能在中性線(零線)疊加造成、從而造成零線電流大于相線電流。可加裝新恒基的零序濾波器能濾除90%以上的零線電流。三相不平衡時(shí),中線上會(huì)承受不平衡電流,同時(shí),若三相中存在3次諧波,會(huì)在中線上疊加,即中線電流為三相3次諧波電流之和。
原因分析如下:
1、三相正弦對(duì)稱交流電,在三相對(duì)稱負(fù)載即平衡負(fù)載時(shí),由于電流矢量大小相等,方向即相位互差120度,其矢量和為零即其零序電流為零;
2、三相正弦對(duì)稱交流電,在三相不對(duì)稱負(fù)載即不平衡負(fù)載時(shí),由于電流矢量大小不相等,方向即相位互差不全是120度,其矢量和不為零即其零序電流為不平衡電流,但是小于任一相電流;
3、三相正弦對(duì)稱交流電源,在三相負(fù)載中由于非線性元件如的存在,三相負(fù)載電流中存在直流分量和三次的整數(shù)倍的高次諧波時(shí),零序電流為其算術(shù)和,即零序電流有可能大于相線電流,如三相半波整流電路,任一相電流為負(fù)載電流的1/3,此負(fù)載電流就是零序電流;
4、但是,在三相橋式整流電路中,由于在交流電的正、負(fù)半周都有電流,且在一周內(nèi)正、負(fù)半周對(duì)稱,三相之間對(duì)稱,也就是說(shuō)直流分量和三次的整數(shù)倍的高次諧波不存在,所以三相電流的矢量和為零,即零序電流為零;
5、在單相橋式整流電路中,由于在交流電的正、負(fù)半周都有電流,且在一周內(nèi)正、負(fù)半周對(duì)稱,所以此單相電流的直流分量和三次的整數(shù)倍的高次諧波不存在;
6、如果三相負(fù)載均為單相橋式整流電路這樣的負(fù)載,盡管不平衡,其三相電流的矢量和不為零,即零序電流不為零,零線電流也不會(huì)大于相線電流。
零線電流過(guò)大的危害
我們來(lái)說(shuō)一個(gè)數(shù)據(jù):零線上的電流最大會(huì)達(dá)到相線電流的1.73倍。根據(jù)P=I2R的公式,零線上的功耗是相線功耗的1.732倍,也就是3倍!如此大功耗,必然會(huì)導(dǎo)致零線溫度過(guò)高高,一個(gè)結(jié)果是將零線燒斷,另一個(gè)更嚴(yán)重的后果就是會(huì)引起火災(zāi)。
零線電流過(guò)大的危害:
1: 使零線電纜發(fā)熱引起絕緣老化加速,擊穿絕緣造成短路,增加了火災(zāi)隱患!
2: 零線電流在變壓器內(nèi)部循環(huán)流動(dòng)降低變壓器容量,增加變壓器損耗,使變壓器嚴(yán)重發(fā)熱,嚴(yán)重時(shí)可能燒毀變壓器。
3: 零線長(zhǎng)時(shí)間過(guò)流會(huì)被燒斷,系統(tǒng)電壓由220V變成400V,設(shè)備將被燒毀。
4: 造成零點(diǎn)飄移,使零線對(duì)地產(chǎn)生電壓,對(duì)設(shè)備及人身安全造成傷害。
5: 零線電流過(guò)大,造成開(kāi)關(guān)無(wú)規(guī)律頻繁跳閘。
6: 增加供電系統(tǒng)中設(shè)備和材料的損耗、發(fā)熱、加速絕緣老化縮短使用壽命。
如何解決零線電流過(guò)大的問(wèn)題
這里所講的“零線電流過(guò)大”的情況是,當(dāng)三相負(fù)荷平衡時(shí),仍然會(huì)出現(xiàn)零線電流過(guò)大的現(xiàn)象,并且零線電流是相線電流的1.5倍以上。
這種情況經(jīng)常出現(xiàn)在以下的場(chǎng)合:
·電腦集中的建筑物中
·大屏幕顯示屏
·大面積的廣告牌
·舞臺(tái)調(diào)光設(shè)備
當(dāng)零線電流過(guò)大時(shí),常見(jiàn)的問(wèn)題包括:零線過(guò)熱、跳閘、變壓器過(guò)熱。這時(shí)必須設(shè)法解決零線電流過(guò)大的問(wèn)題。簡(jiǎn)單的增加零線的截面積(例如,在鋪設(shè)一根零線),僅能夠解決零線過(guò)熱的問(wèn)題,不能消除跳閘、變壓器過(guò)熱的現(xiàn)象。
解決零線電流過(guò)大的方法有兩個(gè),一個(gè)是在零線上串聯(lián)NBF零線電流阻斷器,另一個(gè)是用SPHF為負(fù)載供電。
NBF零線電流阻斷器的安裝方法如圖1所示。NBF零線阻斷器對(duì)于減小零線上的三次諧波電流效果十分顯著,可以將零線電流減小為原來(lái)的20%以下。例如,某廣告燈箱(使用電子鎮(zhèn)流器),每相電流90A,三相平衡,零線電流為160A,安裝NBF后,零線電流小于10A。
使用NBF雖然能夠有效減小零線上的3次諧波電流,但是會(huì)造成一些不良的影響。一個(gè)典型的現(xiàn)象是零線電壓偏離0V,這時(shí),三相電壓會(huì)出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象。解決這個(gè)問(wèn)題的方法時(shí)將接地點(diǎn)從變壓器移到配電柜,如圖2所示。需要注意的是,這時(shí)要將零線在變壓器端的地線斷開(kāi)。
選用NBF時(shí),要按照相線電流的最大值選擇。也就是,當(dāng)只有一相負(fù)荷時(shí),全部相線電流流過(guò)零線,也就是流過(guò)NBF。例如,相線電流最大為100A時(shí),就要選擇額定電流為100A的NBF。
在電腦等設(shè)備集中的場(chǎng)合,建議使用SPHF單相諧波濾波器。SPHF的使用方法如圖3所示,使用方法類似于一個(gè)插線板。一臺(tái)SPHF濾波器可以為一組設(shè)備供電,只要總電流不要超過(guò)濾波器的額定電流值即可,例如,一臺(tái)額定電流10A的SPHF,大約可以為10臺(tái)電腦供電。
SPHF單相諧波濾波器是信息機(jī)房的理想配置設(shè)備。它不僅減小了3次諧波電流,消除了火災(zāi)隱患。而且能夠?qū)﹄娋W(wǎng)上的浪涌進(jìn)行有效的抑制,相當(dāng)于一臺(tái)浪涌保護(hù)器。信息設(shè)備使用了SPHF后,就能夠保證在雷雨天氣的安全。
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