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为什么零线电流大于相线电流及其原因分析

作者:利来w66 发布时间:2021-02-24 01:47 点击:

  为了使交流电有很方便的动力转换功能, 通常工业用电采用三相正弦交流电且电流相位(反映电流的方向大小)相互相差120度。通常我们将每一根这样的导线称为相线(火线)。

  电压是380V,三根火线。三相输电在输电距离,输送功率,功率因数,电压损失和功率损失都相同的情况相下,比单相输电经济得多。三相电动机性能也比单相电动机性能好,结构简单,易于维护。三相制得到广泛应用。

  零线是变压器二次侧中性点引出的线路。与相线构成回路对用电设备进行供电,通常情况下,零线在变压器二次侧中性点处与地线重复接地,起到双重保护作用。

  火线和零线都是带电的线,如果二相电源接了用电器的话,那么就有电流从电线中流过。

  一般的感觉火线带了电,是因为如果人接触(包括一些间接接触)了火线,一部分的电流就从人的身体中经过了,就好比本来一个水管子,从中间有分了一个水龙头了。零线不带电是因为电源的另一端(零线)接了地,在地上接触零线的时候,因为没有位差,就不会形成电流。因此,就有零线不带电的感觉。零线和火线本来都是由电源出来的,电流的正方向就是由一出,经过外部设备,从另一端进。形成一个回路。零线和火线的区别就是电源的两个端子其中的一个接了大地。

  若三相负载平衡,进线主零线电流为零;当三相负载略为不平衡时,进线主零线才有较小电流的;只有当三相中的一相出现断相时,进线主零线电流才有可能大于相线电流。由于广告灯箱里边的采用了单相整理、会产生大量的三次谐波、通常的电源三次谐波含有率在80%左右、而三次电流谐波由于相位角、矢量角完全相同、故不能相同抵消、只能在中性线(零线)叠加造成、从而造成零线电流大于相线电流。可加装新恒基的零序滤波器能滤除90%以上的零线电流。三相不平衡时,中线上会承受不平衡电流,同时,若三相中存在3次谐波,会在中线上叠加,即中线次谐波电流之和。

  1、三相正弦对称交流电,在三相对称负载即平衡负载时,由于电流矢量大小相等,方向即相位互差120度,其矢量和为零即其零序电流为零;

  2、三相正弦对称交流电,在三相不对称负载即不平衡负载时,由于电流矢量大小不相等,方向即相位互差不全是120度,其矢量和不为零即其零序电流为不平衡电流,但是小于任一相电流;

  3、三相正弦对称交流电源,在三相负载中由于非线性元件如的存在,三相负载电流中存在直流分量和三次的整数倍的高次谐波时,零序电流为其算术和,即零序电流有可能大于相线电流,如三相半波整流电路,任一相电流为负载电流的1/3,此负载电流就是零序电流;

  4、但是,在三相桥式整流电路中,由于在交流电的正、负半周都有电流,且在一周内正、负半周对称,三相之间对称,也就是说直流分量和三次的整数倍的高次谐波不存在,所以三相电流的矢量和为零,即零序电流为零;

  5、在单相桥式整流电路中,由于在交流电的正、负半周都有电流,且在一周内正、负半周对称,所以此单相电流的直流分量和三次的整数倍的高次谐波不存在;

  6、如果三相负载均为单相桥式整流电路这样的负载,尽管不平衡,其三相电流的矢量和不为零,即零序电流不为零,零线电流也不会大于相线电流。

  我们来说一个数据:零线上的电流最大会达到相线R的公式,零线倍!如此大功耗,必然会导致零线温度过高高,一个结果是将零线烧断,另一个更严重的后果就是会引起火灾。

  零线: 使零线电缆发热引起绝缘老化加速,击穿绝缘造成短路,增加了火灾隐患!

  2: 零线电流在变压器内部循环流动降低变压器容量,增加变压器损耗,使变压器严重发热,严重时可能烧毁变压器。

  3: 零线长时间过流会被烧断,系统电压由220V变成400V,设备将被烧毁。

  当零线电流过大时,常见的问题包括:零线过热、跳闸、变压器过热。这时必须设法解决零线电流过大的问题。简单的增加零线的截面积(例如,在铺设一根零线),仅能够解决零线过热的问题,不能消除跳闸、变压器过热的现象。

  解决零线电流过大的方法有两个,一个是在零线上串联NBF零线电流阻断器,另一个是用SPHF为负载供电。

  NBF零线电流阻断器的安装方法如图1所示。NBF零线阻断器对于减小零线上的三次谐波电流效果十分显著,可以将零线%以下。例如,某广告灯箱(使用电子镇流器),每相电流90A,三相平衡,零线A,安装NBF后,零线A。

  使用NBF虽然能够有效减小零线次谐波电流,但是会造成一些不良的影响。一个典型的现象是零线V,这时,三相电压会出现不平衡的现象。解决这个问题的方法时将接地点从变压器移到配电柜,如图2所示。需要注意的是,这时要将零线在变压器端的地线断开。

  选用NBF时,要按照相线电流的最大值选择。也就是,当只有一相负荷时,全部相线电流流过零线,也就是流过NBF。例如,相线A时,就要选择额定电流为100A的NBF。

  在电脑等设备集中的场合,建议使用SPHF单相谐波滤波器。SPHF的使用方法如图3所示,使用方法类似于一个插线板。一台SPHF滤波器可以为一组设备供电,只要总电流不要超过滤波器的额定电流值即可,例如,一台额定电流10A的SPHF,大约可以为10台电脑供电。

  SPHF单相谐波滤波器是信息机房的理想配置设备。它不仅减小了3次谐波电流,消除了火灾隐患。而且能够对电网上的浪涌进行有效的抑制,相当于一台浪涌保护器。信息设备使用了SPHF后,就能够保证在雷雨天气的安全。

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