三詳解相四線制供電系統(tǒng)中性點(diǎn)電位偏移

1、三相四線制供電系統(tǒng)中性點(diǎn)電位偏移摘 要：介紹了三相四線制供電系統(tǒng) 中線阻抗及三相負(fù)載變化對(duì)中性點(diǎn)電位偏移 的影響，從理論上對(duì)偏移產(chǎn)生的原因作了分析，運(yùn)用ORCAD/PSPICE 9對(duì)三相四線制供電系統(tǒng)中性點(diǎn)電位偏移進(jìn)行了仿真研究，并提出在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意 的問題。關(guān)鍵詞：三相四線制；中線阻抗；中性點(diǎn)電位偏移； 1中性點(diǎn)電位偏移的理論分析圖1(a)為三相四線制供電系統(tǒng)電路圖，其 中線阻抗ZW0,由節(jié)點(diǎn)電壓法可知，電源中性點(diǎn)N和負(fù)載中性點(diǎn)N之間中性點(diǎn)偏移電壓為:1圖I不對(duì)稱三相電路及其相量圖從圖1(b)的相量關(guān)系可以清楚看出，N點(diǎn)和N點(diǎn)不重合，這一現(xiàn)象稱為中性點(diǎn)位移。在：r -' 為三相對(duì)

2、稱電壓源的情況下，對(duì)(1)式分析可得出如下結(jié)(1) 當(dāng)ZA=ZB=ZC(即三相負(fù)載平衡時(shí))，無論ZN為何值均有卻A+卻卄卻宀嚴(yán)+旳+血=0,所以有虹=0, IN= o,此時(shí)三 相負(fù)載電壓平衡，其中線可省略。(2) 當(dāng)ZN = 0時(shí)，1/ZN宀乂，由式(1)有"',這說明在中線阻抗趨于零的情況，不存在三相負(fù)載電壓的偏移。(3) 當(dāng)，即中線斷路，在三相負(fù)載不平衡的情況下有以丄山丄玄=1 71可見 J 完全取決于各相負(fù)載的大小。(4) 在三相負(fù)載不平衡的情況下，當(dāng) ZN介于0和g之間時(shí)，由(1)式可知， 不僅與負(fù)載阻抗ZA、ZB、ZC有關(guān)，而且與中線阻抗ZN有關(guān)。當(dāng)負(fù)載 變化時(shí)，則

3、的相位角及其模也在隨時(shí)變化。當(dāng)中性點(diǎn)電位發(fā)生偏移時(shí)，就會(huì)造成三相負(fù)載電壓的波動(dòng)，如圖1(b)所示,使得某些相(例如B相)的電壓升高了，某些相(例如A相)的電壓降低了，這就會(huì) 影響負(fù)載的正常工作：相電壓升高，有可能使該相用電設(shè)備因超過額定電壓而 損壞；而相電壓降低，使得用電設(shè)備不能正常工作。2、三相四線制供電系統(tǒng)的 PSPICE仿真2.1、中線阻抗變化對(duì)中性點(diǎn)電位偏移的影響圖 1(a)中令：幾工一 二，= 220Z120°V (以下分析，同此參數(shù))。za = zbZC = 0.3+j0.518( 即(R1 = R2= R3= 0.3 莒 L1 = L2 = L3 = 1.65mH,相當(dāng)

4、于各相接入1000盞40W的日光燈對(duì)稱負(fù)載)，當(dāng)中線阻抗ZN從0.001 Q至10Q變化時(shí),其 '與ZN的變化曲線如圖240FuU(S)k圖2對(duì)稱負(fù)載情況下中線阻抗對(duì)中性點(diǎn)電位偏移的影響從圖2可見，中線阻抗變化對(duì)對(duì)稱負(fù)載來說，不會(huì)發(fā)生中性點(diǎn)電位偏移。圖 1(a)中，令 RI=0.3 舅 L1 = 1.65mH, R2=0.6Q, L2 = 3.3mH, R3= 0.15 莒L3=0.825mH，當(dāng)中線阻抗從 0.001至10變化時(shí)，其 UN7 N與ZN的變化曲線如圖3。圖3不對(duì)稱負(fù)載情況下中線阻抗對(duì)中性點(diǎn)電位偏移的影響從圖3可見，隨著中線阻抗的增大，中性點(diǎn)電位偏移也增大。2.2三相負(fù)載

5、不平衡度對(duì)中性點(diǎn)電位偏移的影響下面以三相總負(fù)載為3000盞40W日光燈為負(fù)載參數(shù)來研究三相負(fù)載不平衡度對(duì)中性點(diǎn)電位偏移的影響，并且按以下三種情況分別進(jìn)行仿真研究。第一種情況，某一相負(fù)載不變，另外兩相，其中一相負(fù)載增加，另一相負(fù)載減少(即A相為1000盞，B相為(1000+ K)盞，C相為(1000- K)盞，K=100,200,，1000,見表1中1 10行數(shù)據(jù));第二種情況，某二相負(fù)載增加，另一相負(fù)載減少(即A相為(1000- K)盞，B相為(1000+ K/2)盞，C 相為(1000+ K/2)盞，K = 100, 200,，1000,見表 1 中1120行數(shù)據(jù));第三種情況，某二相負(fù)載減

6、少，另一相負(fù)載增加(即A相為(1000+ 2K)盞，B 相為(1000-K)盞，C 相為(1000- K)盞，K=100, 200,，1000,見表 1 中2130行數(shù)據(jù))。表I給出了以上三種情況下，在中線阻抗分別為1Q、10Q和乂時(shí)，三相星形連接不平衡負(fù)載情況下的中性點(diǎn)偏移電壓。由表I可見，三相負(fù)載不平衡度越大，中性點(diǎn)電位偏移也越大。三相星形連接不平窗負(fù)載下的中性點(diǎn)電莊三日光燈位鼻inion乙百=RK WcioC.rNMCv)t/ wm100011CO11. 41心s?12. 70loop 10OO1200130018CO70022. 81 3塔.Z21337. 722S- 40SB, 11

7、1OOOKW60045* 63g 3nSO- 81CMK>1SOOStX3S*. 0462 9763, SIlOOO苗g40068* 447 Sb 44211UOOUOO79.耳5班02鳳»lDOOI8<XI91” 36)00, «101. 6IOOOI 9001QO102- 7113. 3】m 3LOOO20000114-115” 7：Z7. 090010501050軋879e 8931. onP!OO110O11OO19. 76Zl. 7822. gTOO3 15011SG濟(jì)-64S2» S733. OO600zoo120039- S243. 5S

8、g 005CWL2SO1250i49. 39S4. 4S:ss, no4 00MOO13 0055. 27忘乩34oo3001350135069- 157G. 2377, Of)ZOO1400140079. 0387.12服OO1O0hso14S0SS. 919S, 0159. OOn1SQ0150098- 79108. 9110. 01200900gag X2U TBQ OOHOC800aoo39,4X se44 00UGO?cc700理37阪34懇念an1600600«ooT5. 03ar, 12ooSflO5009B, 79loft, »no. a2ZOO4OO400

9、118, S130. 7132. 02400300300138 3153 9LM o?<K>2<X>1皿117J. ?17«. 02SoolooIGOit?, a195. 019B. 0lOOOD117. &2口&h3、結(jié)語通過以上分析，可見在三相四線制電網(wǎng)中，應(yīng)注意以下問題：(1) 應(yīng)盡量使三相負(fù)載對(duì)稱分布。(2) 三相負(fù)載無論布置得怎樣平衡，在使用電燈等負(fù)載的這段時(shí)間內(nèi)， 各相 負(fù)載大小總是有差別的， 這樣只有通過采用較小的中線阻抗來減小中性點(diǎn)電壓 偏移，即要求注意中線的連接工藝以及合理考慮中線的線徑。(3) 中線斷了以后，在通常的情況下，由于負(fù)載不平衡，會(huì)使中性點(diǎn)電位偏 移較大，為了防止中線