三相四線制供電,三相負載平衡,為什麼零線電流大於火線電流?

2020-12-05 電子工程專輯

點擊「電工電氣學習」關注即可免費訂閱！

電工學習網：www.diangon.com

關注電工學習網官方微信公眾號「電工電氣學習」，收穫更多經驗知識。

在三相四線制的配電系統中，如果三相負載是完全相同的線性（R/L/C）負載，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。

但是，當三相負載為非線性負載時，如整流電路，儘管三相負載完全相同，N線中的電流卻不為零，甚至會大於相線電流。

例如，某建築物四周的廣告燈箱，採用電子鎮流器的螢光燈照明。三相線路的負荷均衡，每相電流大約為90A，但N線電流達到160A。

為何三相電的負荷平衡，N線上卻出現電流，並且電流達到相線電流的150%以上呢？這是由於非線性負載整流電路導致的。

圖1的右圖所示的是一個典型的單相整流電路，這種電路從電網吸取的電流為脈衝狀，如圖1的左圖所示。

當採用三相四線制供電，每相接這樣的整流電路負載，並使三相負載完全相同，因相線上的電流是脈衝狀的，並且相差120°，則它們在N線上疊加的結果如圖2所示。

從圖2可知，N線上的脈衝電流是相互錯開的，無法抵消。設此時相線電流有效值為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量的1.732倍。

如果整流電路的電流的脈寬大於60°，就會在N線上出現重疊，這時N線上的一部分電流發生抵消，實際的N線電流會小於相線電流的1.732倍。

整流電路輸入的脈衝電流的寬度與整流電路中的濾波電容、負載的大小等因素有關。

由於現代電氣負荷很多都屬於整流電路負載（典型的是電器商場），因此即使三相負荷完全相同，N線上也會有較大的電流。N線電流過大的危害十分嚴重，主要有兩方面原因：

第一，N線的截面積並不比相線大，超過相線的電流必然會導致N線過熱;

第二，N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。註：最好選用C型或D型四極斷路器。

因此，N線上過大的電流構成了巨大的火災隱患。還有，燒斷N線，中性點偏移，燒毀負載。

------------------------------------------------------------------------

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(先合後分)。

C型——N極安裝過電流脫扣器，且N極與其他三極一起合分(先合後分)。

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

1、什麼是自投自復功能？

當主電源正常有電時,主電源自動投入,備用電源備用，當主電源失電時，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；當主電源恢復供電時，控制裝置使備用電源斷路器斷開，主電源斷路器閉合，恢復主電源斷路器供電。

2、什麼是互為備用功能？

當主電源正常有電時,主電源自動投入,備用電源備用,當主電源故障或失電時備用電源投入,如果主電源恢復正常時,不再自動切換到主電源供電。只有當人為切換或備用電源故障或失電時才能切換到主電源供電。

3、什麼是自投不自復功能？

當主電源正常有電時,主電源自動投入,備用電源備用,當主電源故障或失電時備用電源投入,如果主電源恢復正常時,不再自動切換到主電源供電。只有當人為切換或備用電源故障或失電時才能切換到主電源供電。

4、什麼是過負荷？

指實際使用負荷超過額定負荷，大多是由於用電設備增多，超過供電企業批准的使用容量或著超過電氣線路設計使用容量，會造成燒毀計量裝置和電氣設備。

5、什麼是過負荷保護？

當電路電流超過額定值時，根據超出的幅度設定不同的動作時限，又能躲開電動機啟動之類的短時過負荷。

6、什麼是短路？

在正常供電的電路中，電流是流經導線和用電負荷，再回到電源上成一個閉合迴路的。但是如果在電流通過的電路中，中間的一部分有兩根導線碰在一起時，或者是被其他電阻很小的物體短接的話，就稱為短路。

7、什麼是短路保護？

指在電氣線路發生短路故障後能保證迅速、可靠地將電源切斷，以避免電氣設備受到短路電流的衝擊而造成損害的保護。

8、什麼是斷相？

指計量迴路中的一相或多相斷開的現象，但不是所有的相，都失去電壓。

9、什麼是斷相保護？

依靠多相電路的一相導線中電流的消失而斷開被保護設備或依靠多相系統的一相或幾相失壓來防止將電源施加到被保護設備上的一種保護方式。

10、什麼是斷路？

當電路沒有閉合開關，或者導線沒有連接好，或用電器燒壞或沒安裝好（如把電壓表串聯在電路中）時，即整個電路在某處斷開。

11、欠壓與過壓的定義

對所有的電器設備而言，都有一個額定電壓，但在實際中，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範圍，一般要求在±15%。如果低於-15%這個電壓，就是「欠壓」。如果高於+15%這個電壓，就是「過壓」。

12、欠壓保護與過壓保護的區別

欠壓保護：指當線路電壓下降到某一數值時，電動機能自動脫離電源停轉。避免電動機在欠壓下運行的一種保護。

過壓保護：指被保護線路電壓超過預定的最大值時，使電源斷開或使受控設備電壓降低的一種保護方式。

13、失壓與失壓保護

失壓：當電源停電或者由於某種原因電源電壓降低過多時，稱為「失壓」。

失壓保護：當電路低於額定電壓或停電情況下得到相應的保護作用，如失壓後需要重新啟動電路才可以再次運行，避免發生安全事故生。

本篇文章如對你有所幫助的話，記得評論收藏！

留言處大家可以補充文章解釋不對或欠缺的部分，這樣下一個看到的人會學到更多，你知道的正是大家需要的。。。

推薦閱讀：為什麼空氣開關可以跳閘？講的很詳細,請點擊下面「閱讀原文」

相關焦點

  • 為什麼零線電流大於火線電流?
    本文主要講了為什麼零線電流大於火線電流?下面一起來學習一下：　　1、三相正弦對稱交流電，在三相對稱負載即平衡負載時，由於電流矢量大小相等，方向即相位互差120度，其矢量和為零即其零序電流為零;　　2、三相正弦對稱交流電，在三相不對稱負載即不平衡負載時，由於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，但是小於任一相電流;　　3、三相正弦對稱交流電源
  • 為什麼零線電流大於相線電流及其原因分析
    零線電流大於相線電流原因分析 　　若三相負載平衡，進線主零線電流為零；當三相負載略為不平衡時，進線主零線才有較小電流的；只有當三相中的一相出現斷相時，進線主零線電流才有可能大於相線電流。由於廣告燈箱裡邊的採用了單相整理、會產生大量的三次諧波、通常的電源三次諧波含有率在80%左右、而三次電流諧波由於相位角、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於相線電流。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，中線上會承受不平衡電流，同時，若三相中存在3次諧波，會在中線上疊加，即中線電流為三相3次諧波電流之和。
  • 三相四線制供電零線接地了,為什麼不跳閘?
    三相四線制供電零線接地了，為什麼不跳閘？家居雜壇認為三相四線制零線接地，並不是不跳閘，而是普通斷路器不跳閘，如果安裝了漏電斷路器同樣也會跳閘的，下面家居雜壇來給大家分析三相四線制供電零線接地了，為什麼不跳閘的問題。
  • 三相四線制(TN-C)與三相 五線制(TN-S)系統的比較
    在三相四線制供電方式中，由於三相負載不平衡時和低壓電網的零線過長且阻抗過大時，零線將有零序電流通過,過長的低壓電網，由於環境惡化、導線老化、受潮等因素,導線的漏電電流通過零線形成閉合迴路，致使零線也帶一定的電位，這對安全運行十分不利。特別是在零線斷線的特殊情況下，斷線以後的單相設備和所有保護接零的設備產生危險的電壓,這是不允許的.。
  • 三相線四線火線零線的區分與連接方法 抓緊入手學習
    三相四線怎麼分別零線？三相四線中最下面一根為零線，在低壓配電網中，輸電線路一般採用三相四線制，其中三條線路分別代表A,B,C三相，另一條是中性線N，區別於零線，在進入用戶的單相輸電線路中，有兩條線，一條我們稱為火線，另一條我們稱為零線，零線正常情況下要通過電流以構成單相線路中電流的迴路，而三相系統中，三相自成迴路，正常情況下中性線是無電流的，稱三相四線制。
  • 關於零線、火線、地線、單相電、三相電
    叫零線的原因是三相平衡時刻中性線中沒有電流通過了，再就是它直接或間接的接到大地，跟大地電壓也接近零。在進入用戶的單相輸電線路中，有兩條線，一條我們稱為相線L，另一條我們稱為中線N，中線正常情況下要通過電流以構成單相線路中電流的迴路。而三相系統中，三相平衡時，中性線(零線)是無電流的，故稱三相四線制;在380V低壓配電網中為了從380V線間電壓中獲得220V相間電壓而設N線，有的場合也可以用來進行零序電流檢測，以便進行三相供電平衡的監控。
  • 三相電嚴重不平衡,零線上的電流怎麼計算?新手電工一學就會
    當電工師傅在對設備進行維修的情況下，往往會用到三相電源，通常電工們最常使用的三相四線制的或者是三相五線制的。然而不管使用的是什麼線制的，零線和中性線都是一定要有的。由於三相電是有三根火線的，所以我們在接負載時，我們要如何對中性線和零線上的電流進行正確的計算呢？
  • 三相四線制和三相五線制的解析
    該接法包含：三根相線L1---(A)相、L2---(B)相、L3---(C)相和一根零線PEN，是工作零線與保護零線合一設置的接零保護系統。PEN線是為了從380V相間電壓中獲得220V線間電壓而設的，有的場合也可以用來進行零序電流檢測，以便進行三相供電平衡的監控。
  • 三相四線制和三相五線制
    >，其中三條線路分別代表A,B,C三相，不分裂，另一條是中性線N（區別於零線，在進入用戶的單相輸電線路中，有兩條線，一條我們稱為火線，另一條我們稱為零線，零線正常情況下要通過電流以構成單相線路中電流的迴路，而三相系統中，三相自成迴路，正常情況下中性線是無電流的），故稱三相四線制；在380V低壓配電網中為了從380V相間電壓中獲得220V線間電壓而設N線，有的場合也可以用來進行零序電流檢測
  • 解析零線、火線、地線
    通常市電電力傳輸是以三相四線的方式，三相電的三根頭稱為相線，三相電的三根尾連接在一起稱中性線，也叫「零線」，叫零線的原因是三相平衡時刻中性線中沒有電流通過了，再就是它直接或間接的接到大地，跟大地電壓也接近零。三相電的三根相線與零線有220V的電壓，會對人產生電擊，俗稱「火線」。
  • 三相四線制和三相五線制的解析,不少人都理解錯了!
    該接法包含：三根相線L1---(A)相、L2---(B)相、L3---(C)相和一根零線PEN，是工作零線與保護零線合一設置的接零保護系統。PEN線是為了從380V相間電壓中獲得220V線間電壓而設的，有的場合也可以用來進行零序電流檢測，以便進行三相供電平衡的監控。
  • 三相四線制和三相五線制的區別
    在三相四線制制供電系統中，把零幹線的兩個作用分開，即一根線做工作零線(N),另外用一根線專做保護零線(該結線的點是:工作零線N與保護零線PE除在變壓器中性點共同接地外,兩線不再有任何的電氣連接。由於該種結線能用於單相負載，沒有中性點引出的三相負載和有中性點引出的三相負載,因而得到廣泛的應用。
  • 為什麼火線上有電零線上沒有電呢?
    為什麼零線上沒有電，家居雜壇首先告訴大家這個問題本身就是錯誤的，千萬不要相信零線上沒有電，嚴重的話會出人命的，切記啊！家居雜壇下面分兩種情況來給大家分析，零線上到底有沒有電：第一種情況，供電是三相四線制供電的三相電三相四線制供電，也就是三相電，電源只有三根火線和一根零線，這根零線是零線地線合一的；此時零線是由變壓器二次中性點引出的，二次中性點與大地零電位連接，而三根火線自構成迴路；所以在正常的情況下三相四線制的零線是沒有電的。
  • 三相四線入戶,用兩相空一相可以嗎?
    因為臺區變壓器不可能專供你一家用電，你的全部家用電器加起來才多大功率啊，在總功率面前可能不值得一提，即使功率有一相偏大，也微不足道，要知道居民用電不可能做到三相絕對平衡。但是有一點，零線線徑必須和火線同等線徑，細了肯定不行。三相不平衡時，為什麼燒斷零線？
  • 單相三線 三相四線 三相五線接線圖
    1 ）工作零線 N 與專用保護線 PE 相聯通，如圖 1-5ND 這段線路不平衡電流比較大時，電氣設備的接零保護受到零線電位的影響。 D 點至後面 PE 線上沒有電流，即該段導線上沒有電壓降，因此， TN-C-S系統可以降低電動機外殼對地的電壓，然而又不能完全消除這個電壓，這個電壓的大小取決於 ND 線的負載不平衡的情況及 ND 這段線路的長度。
  • 三相三線至三相五線概述
    三相四線制（T三相四線制N-C系統） 該接法包含：三根相線L1---(A)相、L2---(B)相、L3---(C)相和一根零線PEN，是工作零線與保護零線合一設置的接零保護系統。PEN線是為了從380V相間電壓中獲得220V線間電壓而設的，有的場合也可以用來進行零序電流檢測，以便進行三相供電平衡的監控。
  • 一根零線連燒兩次,沒想到零線電流比火線還要大?
    在低壓配電系統中，正常時零線比火線電流要小。這是因為當三相負荷用電平衡時，三相電流完全抵消，此時零線電流為零；但是當三相負荷用電不平衡時，三相電流無法完全抵消，那麼不平衡的電流就會通過零線回到變壓器。 在三相四線配電系統中，零線的電流一般比火線要小，這是所有業內人士的共識。
  • 線電流和相電流的關係與區別、線電壓與相電壓的區別與關係、相...
    而為什麼國外又不是220V的電壓了？而電工技術人員應該都知道，其實我們的工廠環境下一樣是有380V電壓的，而且如果採用不同的電源、負載連接方式，比如星形連接和三角形連接時的電壓又是各有區別的，這其實說到底就是相、線電壓和相、線電流之間的關係與區別。下文我們將詳細介紹。 　　首先我們要明確，我國普遍採用三相四線制供電。
  • 為什麼電力行業普遍採用三相五線制?
    1三相五線制是什麼？在三相四線制制供電系統中，把零線的兩個作用分開，即一根線做工作零線(N),另外用一根線專做保護零線(PE),這樣的供電接線方式稱為三相五線制供電方式.三相五線制包括三根相線、一根工作零線、一根保護零線.三相五線制的接線方式如下圖所示。
  • 相線和零線電流大小的大小一樣嗎
    至於壓降，零線對地電壓都為零，也不用考慮了。那現在關鍵點就是電流大小了。 　　那相線和零線電流大小是否一樣呢？這可不一定的。 　　單相電路 　　在單相電路中，相線的電流和零線的電流是一樣大的，所以它們的截面積必須一樣大。比如生活中常見的家庭線路，零線和火線截面積就必須一樣大。 　　有朋友可能說，零線不是沒電嗎？怎麼和火線電流一樣大呢？