照明电路中性线断线时三相相电压分析
来源：中国电能质量 作者：电力论文3 发布日期：2007-12-24 18:46:27
由于三相四线制照明电路在运行中受机械力、电磁力的作用和热效应、严重氧化等原因，可能造成相线、中性线和设备内部等断路故障，使设备不能正常运行。下面仅就中性线断线故障进行分析。1 正常情况如图1所示纯电阻电路，只要电源电压三相对称，尽管三相负荷不对称，但因负荷中性点O与电源的中性点N直接连接，若中性点的阻抗忽略不计，则O点与N点同电位，于是三相负荷电压仍然对称。众所周知，负荷电压降等于电源电压与中性线上的电压降的向量差，即：ùAO=ùAN-ùNOùBO=ùBN-ùNOùCO=ùCN-ùNO而-ùNO=ìZN式中ìN--流过中性线的电流 ZN--中性线阻抗如ZN=0，则ùNO=0。于是，三相负荷电压降就等于三相电源电压，三相负荷电压降是对称的。图1 三相电路示意图由负荷的中性点O经过中性线流向电源中性点的电流为：ìN=ìA ìB ìC如果负荷对称，则中性线上的电流为零。若负荷不对称时，假设三相负荷电阻的关系为：RA=2RB=3RC则电流关系为：IB=2IA，IC=3IA由于负荷是纯电阻性负荷，其电流与电压同相位。所以尽管各相电流的大小不等，但相位仍互距120°。以电流ìA作为参考向量，则得中性线的电流为：ìN=ìA ìB ìC=ìAej0° 2ìAe-j120° 3Aej120°=由上式可知，通过中性线的电流是负荷最小那一相电流的，在选择负荷极端不平衡照明电路的中性线截面时，必须考虑到通过中性线电流的大小，不宜过小。当中性线上的阻抗不能忽略时，则不平衡电流通过中性线所造成的电压降ùNO就不等于零，ùNO可用下式中性点位移公式求出：ùNO=(ùANYA ùBNYB ùcnyc)/(YA YB Yc YN)(1)式中YA、YB、Yc、YN-A、B、C及中性线N上的导纳若假设图1中性线上的电阻RN等于0.1RC，则中性线上的电压降为：于是，A相负荷的实际电压降为：ùAO=ùAN-ùNO=1.04ùANe-j1°18′其它两相电压可以用同样的方法求出。上式说明，当中性线电阻RN=0.1RC时，A相负荷电压降比中性线阻抗为零时升高了4。由计算可知，尽管三相负荷不平衡，当中性线负荷阻抗值不大时，三相负荷电压降的对称性变化不大。