*十六節(jié) 為什么三相平衡時零線上還有電流？

時間：2020-01-05

作者：北京航天愛威電子技術(shù)有限公司

　　在三相四線制的配電系統(tǒng)中，如果三相負(fù)荷平衡，零線中的電流應(yīng)該很小，這是所有業(yè)內(nèi)人士的共識。但是，越來越多的現(xiàn)象在顛覆這個觀念。

　　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，但是零線電流達(dá)到160A。

　　實際上，零線電流過大的現(xiàn)象現(xiàn)在越來越普遍。為什么三相電的負(fù)荷平衡，零線上卻還是會出現(xiàn)電流，并且電流達(dá)到相線電流的150%以上呢?這是由于整流電路導(dǎo)致的。

　　圖1的右圖所示的是一個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。

　　圖1 單相整流器的電路與電壓、電流波形

　　當(dāng)相線的電流波形為正弦波時，如果它們相差120°，并且幅度相同，在零線上矢量疊加的結(jié)果是總和為零。這時大家所熟悉的。

　　但是如果相線上的電流是脈沖狀的，并且相差120°，則他們在中線上疊加的結(jié)果如圖2所示。從圖3可知，零線上的脈沖電流是相互錯開的，無法抵消。數(shù)一下零線上的脈沖電流個數(shù)，在一個周期內(nèi)有三個，因此零線上的電流是各相線電流的總和。按照電流有效值的算法，零線上的電流是相線電流數(shù)量的1.7倍。

　　如果整流電路的電流的脈寬大于60°，就會在中線上發(fā)生重疊現(xiàn)象，這時中線上的一部分電流發(fā)生抵消，實際的零線電流會小于相線電流的1.7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)。本講不僅進(jìn)行詳細(xì)討論。

　　圖2 相線上的脈沖電流在零線上疊加

　　由于現(xiàn)代電氣負(fù)荷大多數(shù)為整流電路負(fù)載，因此即使三相負(fù)荷平衡，零線上也會有較大的電流。零線電流過大的危害十分嚴(yán)重，主要是因為兩個方面的原因，**，零線的截面積并不比相線大，**過相線的電流必然會導(dǎo)致零線過熱;*二，零線上沒有保險裝置，不能象相線那樣在過流的清況下自動斷開。因此，零線上過大的電流構(gòu)成了**的火災(zāi)隱患。圖3是開關(guān)柜中零線電流過大導(dǎo)致過熱的情況。

　　圖3 開關(guān)柜中零線電流過大導(dǎo)致過熱的情況

　　航天科工集團(tuán)二院706所針對零線電流過大的問題開發(fā)了相應(yīng)的設(shè)備。一種叫做零線電流阻斷器，型號為NBF。NBF零線電流阻斷器的使用方法是串聯(lián)在零線中，可以將零線電流減小80%以上。

　　另一種設(shè)備是SPHF單相諧波濾波器。用SPHF單相諧波濾波器為電子設(shè)備供電，能夠?qū)⒃瓉淼拿}沖狀電流變換成正弦波電流，從而減小零線電流。

　　具體采用那種方法，可向航天綠電課堂的*咨詢，以獲得性價比較高的方案。

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*三十節(jié) 什么是電壓暫降
電壓暫降就是電壓突然降低，但是在很短時間內(nèi)又恢復(fù)正常，如圖1所示，電壓暫降與電壓過低的區(qū)別是，電壓暫降的時間很短，但是降低的幅度很大，有時暫降后的電壓僅為正常電壓的10%。要理解電壓暫降形成的原因，**要知道，電網(wǎng)電壓降低的是線路中有過大的電流。供電線路都是有一定阻抗的，當(dāng)電流流過阻抗時，就會產(chǎn)生電壓降，電流越大，電壓降越大，電網(wǎng)的電壓越低。引起電壓暫降的原因是線路在短時間內(nèi)出現(xiàn)了遠(yuǎn)遠(yuǎn)**過正
怎樣識別諧波源負(fù)載
? 工業(yè)、商業(yè)、醫(yī)療領(lǐng)域設(shè)備的種類繁多，哪些設(shè)備是諧波源負(fù)載?哪些設(shè)備不是諧波源負(fù)載?掌握識別諧波源負(fù)載的方法十分重要。當(dāng)電網(wǎng)上的諧波源負(fù)載較多時，就要考慮諧波控制的問題。從理論上講，看一個負(fù)載是否產(chǎn)生諧波電流，就是看它的電壓與電流是否是線性的關(guān)系。如果是非線性關(guān)系，就是諧波源。按照這個原則就能夠區(qū)分出所有的諧波源負(fù)載。實際上，經(jīng)常遇到的諧波源主要有兩類，整流電路和相控調(diào)功電路。
*四十二節(jié) 怎樣確定諧波治理方案
? 隨著非線性負(fù)載(變頻器、中頻爐、UPS、開關(guān)電源等)的廣泛應(yīng)用，諧波問題日益**，諧波治理成為系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)維護(hù)中不可缺少的內(nèi)容。**一個科學(xué)合理的諧波治理方案是解決問題的關(guān)鍵。諧波治理的方案分為三種： 1. 就地治理諧波：在諧波源處進(jìn)行諧波治理 2. 母線集中治理：在母線上集中對諧波進(jìn)行治理 3. 就地與集中綜合治理：就地治理與集中治理的結(jié)合就地治理諧波治理較穩(wěn)妥
關(guān)于諧波的標(biāo)準(zhǔn)有哪些
? 由于諧波的危害很大，因此各國都針對諧波**了一些限制標(biāo)準(zhǔn)，目的是減小諧波造成的危害。在諧波標(biāo)準(zhǔn)方面，IEC和IEEE走在**，各國的標(biāo)準(zhǔn)基本是參考或直接應(yīng)用這些標(biāo)準(zhǔn)。事實證明，這些標(biāo)準(zhǔn)在預(yù)防諧波危害方面確實起到了很大的作用。上世紀(jì)80年代，包括**電工技術(shù)**IEC (International Electrotechnical Commission)在內(nèi)的許多公共*機(jī)構(gòu)開始