下面我就用仿真软件来进行仿真分析。虽然Multisim 13.0的某些仿真结果不能令人满意,但只要能够符合理论的要求,个别数值有所差异,不影响此次的分析。 首先我们看三相平衡负载。 不论是否接入零线,三相负载的电流、电压,除了零线电流外,基本上都差不多。见图一图二。从这里可以看出,三相负载基本平衡,三相电流也基本平衡,零线电流接近于0;各相负载的相电压也基本平衡,有没有接入零线,效果都差不多。 图1 图2 我们再看三相负载不平衡时的各相电流。 见图三图四。从图三中可以看出,三相负载不平衡最大最小相差超过10倍,零线电流也没有超过最大一相负载电流的电流。由于接入了零线,各相负载的相电压仍基本保持平衡。 图3 我们再看图四。在同样的负载条件下,由于没有接入零线,各相负载两端的电压不一样,各相负载电流与有接入零线的电路相比则大了不少(约50%)。 图4 再看各相负载两端的(相)电压。 如果各相负载的额定工作电压是220V的话,此时会发生什么问题,相信大家应该看的出来了吧? 我们再看看三相不平衡且缺相(缺一相电源和缺一相负载)故障时,各相负载的电流与电压情况会怎样的。 图5 反观没有接入零线(见图六)的电路,因为缺了一相电源且又没有接入零线,相当于剩下的两相负载串联后接入线电压,通过两个负载的电流一样,但各自两端的电压则不一样,负载小的两端电压远远比负载大的两端电压大得多,如果这些负载的额定工作电压都是220V的,会出现什么问题,大家应该心知肚明吧? 图6 接下来看缺一相负载电路。 见图七图八。从两张图中可以看出,除了剩余负两端的电压不同外,流过剩余负载的电流,缺一相电源与缺一相负载,都是一样基本不变的。 图7 图8 再看下面的仿真结果。 这够极端不平衡了吧,相差100倍,且还缺相,但零线电流仍没有超过最大一相负载电流的电流。 像下图这样,没有接入零线,其结果就是负载越轻的一相两端的电压越高,负载越大的一相两端电压越低,其结果就是负载的过压损坏。 结论 首先,对于三相阻性负载电路,不论哪一种状况,零线电流不会大于最大一相负载电流的电流,这是电工基础理论中早已有定论的,现实之中也证明了这个定论(除非该电路存在大量非线性元件,造成大量的谐波叠加到零线中)。因此,接入了零线有害无益这是无稽之谈; 其次,通过仿真分析证明,不接入零线反而危害更大,特别是三相负载比较不平衡的情况下,各相负载的两端电压容易出现严重的不平衡,造成恶性循环,这对负载来说,会影响到其寿命,影响设备的安全运行。这一点,也得到理论和实践的证明。 所以,零线具有保证设备安全可靠运行的重要作用,不但无害,反而有益。出了问题,不能找接入了零线的“错”,应该找你接入的零线是否合格,是否符合要求。 至于是否要接入零线,前面许多朋友也发表了各种意见,在这里,个人的观点是必须根据具体的实际状况来决定。 三相负载基本平衡(不平衡度不超过10%),从安全可靠方面来说,接入零线比不接入好,但从经济成本考虑,可以不接入零线。 三相负载不平衡,特别是不平衡度超过10%的,建议还是接入零线为好。 来源/中华工控网 |
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