三相四线供电中一个常见故障问题的解释
wangkaiyimian
2007年05月14日 23:07:39
只看楼主

在三相四线制供电系统中当发生主零线断线或接触不好时,就会造成某一相上的电器大量烧毁的事故。分析其原因一般解释是:当零线断或接触不好时,中性点电位发生偏移,形成负荷少的相电压偏高,接近380v,灯泡特亮甚至爆炸,负荷多的相电压偏低,灯泡只微亮。这种解释就以两相上的负荷进行比较是很容易理解的,但把三相上的负荷进行比较,就类似于不平衡的三相负载星接的情况,此时各电器上承受的电压又是怎样一种情况呢?有哪位大侠能全面解释一下。

在三相四线制供电系统中当发生主零线断线或接触不好时,就会造成某一相上的电器大量烧毁的事故。分析其原因一般解释是:当零线断或接触不好时,中性点电位发生偏移,形成负荷少的相电压偏高,接近380v,灯泡特亮甚至爆炸,负荷多的相电压偏低,灯泡只微亮。
这种解释就以两相上的负荷进行比较是很容易理解的,但把三相上的负荷进行比较,就类似于不平衡的三相负载星接的情况,此时各电器上承受的电压又是怎样一种情况呢?有哪位大侠能全面解释一下。
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爱芳的日子
2007年05月14日 23:27:03
2楼
首先纠正楼主的一个错误:是负荷多的一相电压升高。
这也很好理解,当三相电路没有中性线的时候,设一相刚好过零,这就相当于两相上的设备串联在相线之间,承受相电压,根据全电路欧姆定律,负荷小(电阻大)的分压大,负荷大的分压小,就造成了两根相线的用电器分压不均,使一相高于220V而烧毁,而另一相电压不足不能正常工作。
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rxf760916
2007年05月15日 10:14:43
3楼
零线和地线接触电阻过大,或者断开了,建议重复接地,OK了
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rxf760916
2007年05月15日 11:55:34
4楼
零线和地线接触电阻过大,或者断开了,就是中星点零点漂移,也就是说在一个380V电压或者更高的回路中串联了两个不同功率(电阻)的负载在运行,最终导致了楼主所说的情况发生,在负荷多的一相不就是相对来说负荷电阻小吗,在负荷少的一相不就是相对来说负荷电阻大吗,那么根据P=U*U/R,所以U*U=P/R得出电阻越小的电压越高,而电阻大的相对电压低,这样解释,你看还有什么问题不?如果再有什么问题不明白可以直接联系我交流交流,大家一起学习,呵呵,我的QQ421152267
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langzi8
2007年05月15日 18:34:35
5楼

同意4楼说的
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wangkaiyimian
2007年05月15日 22:36:51
6楼
很高兴与2楼、4楼探讨:
2楼说法似乎自己没阐述清楚。应该是图b的情况,既L3相过零,此时变为R1和R2串联在380V电压上。根据欧姆定律,I1=U1/R1=U2/R2=I2=I,则:U1/U2=R1/R2=1/2,即U1=1/2U2。说明L1相上带的相同功率负荷的数量多(如10个100W的灯泡,并联总电阻小),反而分摊的电压低,而L2相上负荷少(如1个100W的灯泡)分摊的电压却高,这个灯泡就容易被烧。
4楼前面说法是对的,但后面“根据P=U*U/R,所以U*U=P/R得出电阻越小的电压越高,而电阻大的相对电压低”的解释又自相矛盾了。
其实我要解决的问题不是图b这种情况,而是图a的情况,即L3不过零的情况,我自己没法解释清楚。谁能将图中问题计算出来,自然就解释清楚了。(单击图放大能看得清楚些)
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老灰兔子
2007年05月15日 23:30:14
7楼
你们用矢量(向量)法分析一下不就明白了吗?

关于负荷大的一相,获得的电压是高还是低,楼主说的是正确的。即负荷大的一相获得的电压低,负荷小的一相获得的电压高!
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hubeixp
2007年05月16日 12:59:53
8楼
谢谢楼主提出这个问题让大家参与讨论
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wxdchgs
2007年05月16日 18:14:11
9楼
我来试答一下。如有错误请楼主不吝赐教。
在楼主的图a电路中:
假定以(L1)A相电压为基准(φ=0°)、(L2)B相滞后-120°、(L3)C相滞后-240°
(Cos0°=1;Cos-120°=-0.5;Cos-240°=-0.5;Sin0°=0;Sin-120°=-0.866; Sin-240°=0.866)
则:Ua=220*(Cos0°+jSin0°)=220*(1+0)=220(V)
Ub=220*(Cos-120°+jSin-120°)=220*(-0.5-j0.866)=-110-j190.53(V)
Uc=220*(Cos-240°+jSin-240°)=220*(-0.5+j0.866)=-110+j190.53(V)
按楼主条件(L1)A相R1=1Ω; (L2)B相R2=2Ω;(L3)C相R3=3Ω
因为三相不平衡故A、B、C三相电流矢量和为:
ΣI=Ia+Ib+Ic=220/1+(-110-j190.53)/2+(-110+j190.53)/3
=220-55-j95.265-36.667+j63.51
=128.333-j31.755(A)
三相负荷电阻并联值为:R1∥R2∥R3=0.54545(Ω)
负荷中点电压位移为:u=(128.333-j31.755)*0.54545≈70-j17.32
A相负荷电压=220-70-j17.32=150-j17.32=150.997∠-6.587°(V)(tg=-0.11547)
B相负荷电压=(-110-j190.53)- 70+j17.32=-180-j173.21=234.31∠43.899°(V)(tg=0.96227)
C相负荷电压=(-110+j190.53)- 70+j3.469=-180+j193.999=264.64∠-47.144°(V)(tg=-1.0778)
可见:A相负荷(1Ω)电压最低150.997∠-6.587°(V)
B相负荷(2Ω)电压超标234.31∠43.899°(V)
C相负荷(3Ω)电压最高264.64∠-47.144°(V)

验算:
Ia= 150-j17.32/1=150-j17.32=150∠-6.587°(A)
Ib=(-180-j173.21)/2=-90-j86.605=124.9∠43.899°(A)
Ic=(-180+j193.999)/3=-60+j64.666=88.214∠-44.144°(A)
ΣI=Ia+Ib+Ic=150-j17.32-90-j86.605-60+j64.666=0-j21.939∝0(A)
符合基尔霍夫定律(A)
再举个特殊例子: A相1.5Ω,B相15Ω,C相10Ω
以A相电压为基准(φ=0°)B相滞后-120°、C相滞后-240°
(Cos0°=1;Cos-120°=-0.5;Cos-240°=-0.5;Sin0°=0;Sin-120°=-0.866; Sin-240°=0.866)
则:Ua=+220(V)
Ub=-110-j190.53(V)
Uc=-110+j190.53(V)
A、B、C三相电流矢量和为:
ΣI=220/1.5+(-110-j190.53)/15+(-110+j190.53)/10
=146.67-7.33-j12.696-11+j19.053
=128.34+j6.357(A)
三相负荷电阻等效值为:1.5∥15∥10=1.2(Ω)
当中性线断开时中点位移量为:u=(128.34+j6.36)*1.2=154+j7.632(V)
A相负荷电压=220-(154+j7.632)=66-j7.632=66.44∠-6.596°(V)(tg=-0.11564)
B相负荷电压=(-110-j190.53)-(154+j7.632)=-264-j198.162=330.097∠36.892°(V)(tg=0.7506)
C相负荷电压=(-110+j190.53)-(154+j7.632)=-264+j182.898=321.166∠-34.714°(V)(tg=-0.6928)
可见:
A相负荷电压最低66.44∠-6.596°(V)
B相负荷电压超标330.098∠36.891°(V)
C相负荷电压最高321.166∠-34.714°(V)

结论:三相四线制供电,中性线断开时,如果三相负荷不平衡,势将引起中性点位移,位移量与不平衡度有关。负荷大的相,负荷上的电压低,用电器不能正常工作;负荷小的相,负荷上的电压高,
用电器也不能正常工作,甚至有烧坏的危险。(如果中性线接触不良或电阻过大与上述情况相似)
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wtnm
2007年05月17日 08:38:06
10楼
线路发生断零事故时,它是欺负穷人的,因为穷人家用电器用的少。唉,落后就要挨打。
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lzfishbaby
2007年05月17日 09:36:59
11楼
9楼的好强啊
眼都看花了
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