关于三相电零线电流的讨论 点击:10454 | 回复:11



wyb2866255---王者之师

    
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发表于:2012-12-25 17:19:53
楼主

           关于三相电零线电流的讨论

 

有人提出这样求助问题:380V三相四线供电,到配电盘以后负载全部都是220v的,零线要更粗么:8kw总功率的一个LED显示屏。,平均分3路,都是接11零。零线应该是三跟火线的总和? 因为每路零线与火线的电流是等同的?

380V三相四线制供电,到配电盘以后,可11零分出3220V单相电源,如这3路单相电的负载相同(即阻抗值相等,阻抗角相同),则3路电源的电流数值相等,但其相位不同(彼此相差120度),见下图:

A~Na为一组单相电源,B~Nb为另一组单相电源,C~Nc为第三组单相电源,它们各接有相同的负载。从总体宏观上看,这是三相电星接负载的接线方式:3路单相电源的零线电流从数值上相等(=火线电流),但相位不同,彼此间各差120度。故其和电流(即流回变压器的零线电流)=0

8kw总功率的一个LED显示屏,平均分3路,都是接11零,这要看LED显示屏设备平均分3路单相电选用什么形式的开关电源(或稳压电源),如整流方式是单相桥式整流,其负载的电流是直流电,而火线与零线电流仍是完整的正弦波交流电,如3路单相电的负载一样,则3路单相电的电流数值相等,彼此相位差=120度,故流回变压器的零线电流(即3路单相电零线电流的和电流)=0(和上面叙述的一样)

3路单相电源所用的开关电源(或稳压电源)是用半波整流构成的整流电路,其3路电源的零线电流=其火线电流,但流回变压器的零线电流≠0,其值=3倍的火线电流。见下图:

     图二中Ua-NaUb-NbUc-Nc、为3个单相电源,在这3路单相电源内的零线电流与同电源的火线电流相等(即同一个电流),但流回三相电源的零线电流=3倍的各单相电源的电流。为什么,见下图:

     

     图中上3个图形分别为3个单相电源的电流波形图。下面的图即为流回变压器的零线电流的波形图。可见此时流回变压器的零线电流=3倍的各单相电源的电流,其原因就是3个单相电流虽然波形一样,但流向相同,故其总和电流=3者电流数值相加。

     所以对8kw总功率的一个LED显示屏,如3个单相电所用的开关电源是采用半波整流时,流回变压器的零线电流是单相电电源电流的3倍,如果3个单相电所用的开关电源是采用全波整流时,流回变压器的零线电流=0。故从三相电的总闸到变压器的零线接点之间的的连线是否加粗,还应看具体负载的接线情况。

   下面再讨论一下380V三相四线供电,到配电盘以后负载全部都是220v的,零线要更粗么的问题。

   这和电业系统供市民用电一样:分区域,或分楼层,将ABC 3相火线与零线构成的220V单相电分别输出供电,以达到电网供电的尽量平衡。从宏观总体上看,这种供电是三相星接负载的供电方式,但由于3路单相电源的的负载很难保持一样,故零线电流是≠0的。

13路单相电的负载是相同的负载,即阻抗相等、阻抗角相同,其3路单相电源的相电流数值相等,彼此相位差=120度,其流回变压器零线电流=0.

23路单相电的负载不是相同的负载:

1)负载的阻抗相等,阻抗角不同,这种情况最为严重是3路负载的阻抗特性不同:其一路单相电负载为纯电阻,另一路负载为纯电感,第三路为纯电容,3个负载阻抗值相等,但阻抗角不同,纯电阻的电流与电压同相位,纯电感的电流滞后电压90度,纯电容的电流引前电压90度,见下图:

Ib为纯电容电流引前其电压Ub 90度,Ic为纯电感电流滞后其电压Uc 90度,3个电流数值相等,但相位不一样:Ic引前Ia 30度,Ib滞后Ia 30度,IbIc夹角=60度,3者的和电流I =Ia+Ib+Ic=2.41*Ia,即此时的流回变压器的零线电流=2.41倍的单相电源的电流

2)负载的阻抗不等,阻抗角相同,这种情况最为严重是有1路没有负载,其流回变压器零线电流=2路有负载的单相电源的火线电流,见下图:

 

    由于IaIb 电流幅值相等,夹角=120度,故和电流(流回变压器的零线电流)IoIo = Ia = Ib

3)负载的阻抗不等,阻抗角不同,这是实际运行的大多数情况,即使有一路电源负载成容性,通过作图进行矢量相加,根据三角形二边长之和大于第三那边原理,可知其3路电流的总和Io(流回变压器的零线电流)是不会大于2倍的最大火线电流的。见下图

综上分析,三相四线制电源,从配电柜的总闸外分11零的单相电的2根线一样粗细即可。除了上面分析的2种特殊负载(1个位3路负载皆为半波整流,另1个为3路负载为纯电阻、纯电感、纯电容)其流回变压器的零线电流大于2倍的火线电流外,一般情况下的负载,其流回变压器的零线电流均小于2倍的火线电流。故在没有上述的2种特殊负载,从总闸到变压器的零线应选比去变压器的3根火线的导线截面积要大一倍最为安全。

以上仅为本人的个人观点,如有不同意见,可以提出,大家讨论。谢谢。




江湖混混-余 辉

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1楼
晚辈向王工学习!!!

hujiamiao1990

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2楼

学习学习谢谢楼主的奉献上帝与你同在

浒大水

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发表于:2013-01-16 10:57:22
3楼
首先是谢谢这样的解释,辛苦了!我今天也就是关于这个问题,发了个帖子,你现在上面说的是你从理论上分析和解释了,零线电流大于相线电流的问题,但是,现实的应用电路中会有这种情况吗?这是听别人说说而已吧?我真的希望有真实例子,给我上上课,我是个现实主义,当然,我也相信理论。我还认为理论和实际必须是相符的,除非,实际存在的事情,理论没有搞清楚,或者是实际没有按照理论在做,再或者,总有那一头不对罢了。你说是不是这个理,谢谢了!

wyb2866255---王者之师

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4楼

回3楼:你说“零线电流大于相线电流的问题,但是,现实的应用电路中会有这种情况吗?”我们就以上图一为例,将三相半波整流电路按下图串接4块同型号电流表:其表A1、A2、A3、的一个接下端各串接R1、R2、R3下端,A1、A2、A3表的另一接下端接在一起,再接表Ao一端,Ao的另一端接零线。

      在此情况下,零线电流Io将=3路火线电流之和。即零线电流>火线电流的最好证明,你可实际按此图连接测试看看。

浒大水

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发表于:2013-01-16 13:31:29
5楼
回复内容:
对:wyb2866255---王者之师关于回3楼:你说“零线电流大于相线电流的问题,但是,现实的应用电路中会有这种情况吗?”我们就以上图一为例,将三相半波整流电路按下图串接4块同型号电流表:其表A1、A2、A3、的一个接下端各串接R1、R2、R3下端,A1、A2、A3表的另一接下端接在一起,再接表Ao一端,Ao的另一端接零线。      在此情况下,零线电流Io将=3路火线电流之和。即零线电流>火线电流的最好证明,你可实际按此图连接测试看看。内容的回复:

等于没有回答我的问题。你这个是设计出来的电路,再说我也没有条件做这个实验。我也同意,也可能是有这样的电路存在,但是,我只想知道现实生活中,有这样的电路发生吗?

王者之师——益家电气

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发表于:2013-03-07 11:34:38
6楼
回复内容:
对:浒大水关于首先是谢谢这样的解释,辛苦了!我今天也就是关于这个问题,发了个帖子,你现在上面说的是你从理论上分析和解释了,零线电流大于相线电流的问题,但是,现实的应用电路中会有这种情况吗?这是听别人说说而已吧?我真的希望有真实例子,给我上上课,我是个现实主义,当然,我也相信理论。我还认为理论和实际必须是相符的,除非,实际存在的事情,理论没有搞清楚,或者是实际没有按照理论在做,再或者,总有那一头不对罢了。你说是不是这个理,谢谢了! 内容的回复:


师傅,在电工吧看到你,在这里也看到你,哈哈,有种他乡遇故知的感觉!

王者之师——益家电气

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7楼
王工真高人,你是我电工路上的福音!感谢王工的无私奉献。

原创军团--恒温区奋斗

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发表于:2013-03-07 11:42:34
8楼
这个问题,有钳形电流表就很好试验了,别整楼上那么复杂,先单独检测电动机的单相电流,然后三相一起卡,三相平衡的电动机,其矢量和肯定等于零。

刘梁

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发表于:2013-03-09 20:47:32
9楼
好师傅,好人好运常伴

流云轩主

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发表于:2013-03-09 23:57:23
10楼
分析问题是对的,但是必须重视实际使用效果。8kw的直流负荷,用半波整流,在实际使用中,是不可能出现的,其一电压波动太大,其二就是设计相当不合理,造成楼主分析的零线电流三倍于相线的结果。

農民工兄弟

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发表于:2013-03-10 16:59:42
11楼
慢慢消化,有意思。如果在实际现场之前做好功课那可以在现场得心应手。

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