详解相线制供电系统中性点电位偏移.doc

三相四线制供电系统中性点电位偏移三相四线制供电系统中性点电位偏移摘摘 要：要：介绍了三相四线制供电系统中线阻抗及三相负载变化对中性点电位偏移的影响，从理论上对偏移产生的原因作了分析，运用 ORCAD/PSPICE 9 对三相四线制供电系统中性点电位偏移进行了仿真研究，并提出在实际应用中应注意的问题关键词：关键词：三相四线制；中线阻抗；中性点电位偏移；1、中性点电位偏移的理论分析、中性点电位偏移的理论分析图 1(a)为三相四线制供电系统电路图，其中线阻抗中线阻抗 ZN≠0，由节点电压法节点电压法可知，电源中性点 N 和负载中性点 N’之间中性点偏移电压为：图 l 不对称三相电路及其相量图从图 l(b)的相量关系可以清楚看出，N’点和点和 N 点不重合，这一现象称为中点不重合，这一现象称为中性点位移性点位移在为三相对称电压源的情况下，对(1)式分析可得出如下结论1) 当 ZA=ZB=ZC(即三相负载平衡时)，无论 ZN 为何值均有＝0，所以有，IN＝0，此时三此时三相负载电压平衡，其中线可省略相负载电压平衡，其中线可省略2) 当 ZN＝0 时，1/ZN→∞，由式(1)有，这说明在中线阻抗趋于零的情况，不存在三相负载电压的偏移。

3) 当 ZN→∞，即中线断路，在三相负载不平衡的情况下有可见可见完全取决于各相负载的大小完全取决于各相负载的大小4) 在三相负载不平衡的情况下，当 ZN 介于 0 和∞之间时，由(1)式可知，不仅与负载阻抗不仅与负载阻抗 ZA、、ZB、、ZC 有关，而且与中线阻抗有关，而且与中线阻抗 ZN 有关当负载有关当负载变化时，则变化时，则的相位角及其模也在随时变化的相位角及其模也在随时变化当中性点电位发生偏移时，就会造成三相负载电压的波动，如图 1(b)所示，使得某些相(例如 B 相)的电压升高了，某些相(例如 A 相)的电压降低了，这就会影响负载的正常工作：相电压升高，有可能使该相用电设备因超过额定电压而损坏；而相电压降低，使得用电设备不能正常工作2、三相四线制供电系统的、三相四线制供电系统的 PSPICE 仿真仿真2.1、中线阻抗变化对中性点电位偏移的影响、中线阻抗变化对中性点电位偏移的影响图 1(a)中，令(以下分析，同此参数)ZA＝ZB＝ZC＝0.3+j0.518(Ω)(即 R1＝R2＝R3＝0.3Ω，L1＝L2＝L3＝1.65mH，相当于各相接入 1000 盏 40W 的日光灯对称负载)，当中线阻抗 ZN 从 0.001Ω至 10Ω 变化时，其与 ZN 的变化曲线如图 2。

图 2 对称负载情况下中线阻抗对中性点电位偏移的影响从图从图 2 可见，中线阻抗变化对对称负载来说，不会发生中性点电位偏移可见，中线阻抗变化对对称负载来说，不会发生中性点电位偏移图 l(a)中，令Rl=0.3Ω，L1＝1.65mH，R2=0.6Ω，L2＝3.3mH，R3＝0.15Ω，L3=0.825mH，当中线阻抗从 0.001 至 10 变化时，其 UN＇N 与 ZN 的变化曲线如图 3图 3 不对称负载情况下中线阻抗对中性点电位偏移的影响从图从图 3 可见，随着中线阻抗的增大，中性点电位偏移也增大可见，随着中线阻抗的增大，中性点电位偏移也增大2.2 三相负载不平衡度对中性点电位偏移的影响三相负载不平衡度对中性点电位偏移的影响下面以三相总负载为 3000 盏 40W 日光灯为负载参数来研究三相负载不平衡度对中性点电位偏移的影响，并且按以下三种情况分别进行仿真研究第一种情况，某一相负载不变，另外两相，其中一相负载增加，另一相负载减少(即 A 相为 1000 盏，B 相为(1000＋K)盏，C 相为(1000－K)盏，K=100，200，…，1000，见表 1 中 1—10 行数据)；第二种情况，某二相负载增加，另一相负载减少(即 A 相为(1000－K)盏，B 相为(1000＋K/2)盏，C 相为(1000＋K/2)盏，K＝100，200，…，1000，见表1 中 11—20 行数据)；第三种情况，某二相负载减少，另一相负载增加(即 A 相为(1000＋2K)盏，B 相为(1000－K)盏，C 相为(1000－K)盏，K=100，200，…，1000，见表 1 中2l—30 行数据)。

表 l 给出了以上三种情况下，在中线阻抗分别为 1Ω、10Ω 和∞时，三相星形连接不平衡负载情况下的中性点偏移电压由表由表 l 可见，三相负可见，三相负载不平衡度越大，中性点电位偏移也越大载不平衡度越大，中性点电位偏移也越大3、结语、结语通过以上分析，可见在三相四线制电网中，应注意以下问题：(1) 应尽量使三相负载对称分布2) 三相负载无论布置得怎样平衡，在使用电灯等负载的这段时间内，各相负载大小总是有差别的，这样只有通过采用较小的中线阻抗来减小中性点电这样只有通过采用较小的中线阻抗来减小中性点电压偏移，即要求注意中线的连接工艺以及合理考虑中线的线径压偏移，即要求注意中线的连接工艺以及合理考虑中线的线径3) 中线断了以后，在通常的情况下，由于负载不平衡，会使中性点电位偏移较大，为了防止中线断开而引起事故，可以对三相四线制供电系统加装继电保护装置4、参考文献、参考文献[1] 邱关源，电路[M]，高等教育出版社，2000[2] 贾新章，ORCAD/PSPICE 9 实用教程[M]，西安电子科技大学出版社，2001[3] 吴建强，PSPICE 仿真实践[M]，哈尔滨工业大学出版社，2001。