单相四线时,任意一相的三相总负载有两个回路,一是与中性线组成220V回路,二是与另一相串联组成380V回路。 单相平衡时,线电流与相电流之间形成和谐回路,中性线上无电压。 当负载不平衡时,两相负载间串联线电流不相同,但串联电路电压相等,因此负载大相的多余电压会远离中性线。 单相负载的每一相与其他两相负载呈串联关系,因此其他两相的过电压小于负载的小相,构成中性线电压。
如右图,A相接一盏灯,B相接两盏灯,C相接三盏灯,A相一灯通过中性线和两串接AB线电流B相灯中,A相灯也通过中性线和C相三灯串接入交流线电流。A相灯泡不会因A相超载电压而烧坏。 AB 远离中性线。 如果中性线断了,没有断路,A相负载会立即闭合或烧毁,然后B相负载会闭合或烧毁,而负载最大的A相完好无损。不平衡时,单相四线情况下主零线绝对不能断开,否则后果严重。
单相电流不平衡的原因有很多,如:三相接地、断线谐振等,运行管理人员只有正确区分才能快速处理。
1、断线故障 若一相断开但未接地,或断路器、隔离开关的一相未接通,电流互感器熔断器熔断,会造成单相参数不对称。 当前一电流等级线路的一相断开时,下一电流等级的电流显示三相电流均增加,其中一相较低,另外两相较高但电流值两者很接近。 当该级线路断线时,断线的相电流为零,未断线的相电流仍为相电流。
2、接地故障 当线路一相断开,三相接地时,虽然单相电流不平衡,但接地后电流值不变化。 三相接地分为金属接地和非金属接地。 金属接地,故障相电流为零或接近于零,非故障相电流下降1.732倍,保持不变; 非金属接地时,接地相电流不为零而是增大到一定值,其他两相电流下降不到1.732倍。
产生谐振的原因随着工业的快速发展,非线性电力负荷已大大减少。 有些负载除了形成纹波外,还会引起电源电流的波动和闪变,甚至导致单相电流不平衡。
谐振引起的单相电流不平衡有两种类型:
一种是噪声谐振,类似于三相接地,即一相电流增大,另外两相电流减小。 在查找故障原因时很难找到故障点。 此时可以检测到特殊用户。 如果不是接地的原因,则可能是谐振引起的。
另一种是分频谐振或高频谐振,其特点是单相电流同时下降。
另外,还需要注意的是电流过大跳闸怎么解决,当空投母线上部分线路拆除或三相接地故障消失时,如果有接地信号,且一相、两相或单相电流超过线路电流,电流表的指针会打到底,同时顺利接通。 或者单相电流依次下降超过线电流。 在这些情况下,通常是由共振引起的。
单相不平衡的危害和影响:
损坏变压器。 在生产和生活用电中,当单相负荷不平衡时,变压器处于不对称运行状态。 变压器的损耗降低(包括空载损耗和负载损耗)。 根据变压器运行规定,运行中的变压器中性线电压不得超过变压器低压侧额定电压的25%。 据悉,单相负载不平衡运行会导致变压器零序电压过高,局部金属件温度升高,甚至导致变压器烧毁。
对电气设备的影响。 单相电流不平衡的发生将导致电压不平衡的发生,最多可达数次。 导致电机反向扭矩减小,进而导致电机温度升高、效率下降、煤耗减少、振动、输出损失。 相间不平衡会缩短用电设备的使用寿命,加快设备零部件的更换频率,降低设备维护成本。 断路器的允许电压裕度减小,负载变化或交变时,容易造成过挤和短路。 过大的不平衡电压流入中性线,导致中性线变粗。
单次损失的影响。 单相四线制接线方式,单相负载平衡时,煤耗最小; 当一相负载重、两相负载轻时,线损增量小; 当单相负载重时,单相负载轻时,且第一单相负载为平均负载时,线损增量较大; 当一相负载轻、两相负载重时,线损增量最大。 当单相负荷不平衡时,无论负荷分配情况如何,电压不平衡越大,煤耗增量越大。 单相不平衡的危害及解决方法:
1、三相电流或电压不平衡造成的主要危害:
1、旋转电机在不对称状态下运行,会在定子中产生附加损耗和发热,导致电机整体或局部温升,反向磁场形成的附加扭矩会导致
电机振动。 对于发电机来说,转子中会产生一系列高阶脉动。
2、导致以负序元件为启动装置的各种保护装置误动作,直接威胁电网的运行。
3、不平衡电流导致硅检测设备出现非特征纹波。
4、对于发电机、变压器来说,当单相负载不平衡时,如果将最大相电压控制在额定值,则其他两相无法满载电流过大跳闸怎么解决,因此设备的利用率会下降。 相反,如果要维持额定容量,则负载大的一相过载,不平衡的磁通会引起波形畸变,减少设备的附加损耗。
二、负载不对称引起的电网单相电流不平衡的解决方法:
1、分散不同供电点的不对称负载,缓解集中接入造成的严重不平衡问题。
2、采用交叉交换的方法,使不对称负载合理分配到各相,并尽量使其平衡。
3、增加负载接入点的漏电能力,如改变网络或提高供电电流水平,以提高系统承受不平衡负载的能力。
解决单相负载不平衡的几种措施:
1、重视低压配电网规划工作,加强与当地政府规划等部门的工作沟通,防止配电网无序建设,特别是防止出现呕吐、头背痛的情况。低压配电网,在配电网建设和改造过程中,应合理划分低压站区提供供电。 配电变压器选址原则是“点分布、短直径”。
2、在采用低压单相四线供电的地区,有条件的要积极争取采用3芯或4芯电缆或低压成束电线向用户端供电。配送站。 线路施工时,需要最大限度地防止单相负荷的相位偏差。 同时,要做好低压仪表安装工作。 在一相或两相上,导致线路末端出现负载相移。
由于现在的低压配电是单相四线中性点直接接地的配电系统(星形连接可以同时获得220v和380v两种电流)。 当单相负载严重不平衡(不对称)时,零点漂移(位移),中性点(线)不再是零线,单相相互不是120度。 此时负载轻相电流小于200V,负载重相电流大于220V。
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