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三相四线市电中零线上电流有可能比任意一根相线上的电流更大吗?

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发表于 2021-11-13 20:14:33 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
三相四线制交流电路中的零线上的电流不可能比任意一根相线上的电流大。因为在负载星形连接时,零线电流为各相电流的向量和,在三相对称电路中,流过各相负载电流应该相等,而且每相电流间的相位差为120⁰,其相量图以U相电流为参考,见下图所示
三相四线市电中零线上电流有可能比任意一根相线上的电流更大吗?

♦例如:三相四线制三相负载的A相电流为150A,B相负载电流为120A,C相负载电流为100A,试求零线N上的电流是多少?
可以这样理解,计算零线的电流,它不是一个简单的三相交流电流的有效值相加的关系。因为三相交流的三相存在一个相位差120⁰关系,那么计算零线电流可以用下面计算公式导出,即Iɴ2=A2+B2+C2-A×B-B×C-C×A
代入上面给的三相负载电流值
Iɴ2=1502+1202+1002-150×120-120×100-100×150=1900
那么Iɴ=√1900=43.58A
♦也就是说,虽然三相四线制负载不平衡,但最后计算出来的零线电流为43.58A,比任意一根相线的电流值小。
三相四线交流电源是低压变压器或发电机在三相星形Y绕组中引出一根零线,作为需要相电压220V电器设备使用。如果说是接三相负载阻抗一样的负荷,例如三相交流电机,则流过零线的电流为0。
延伸阅读:三相电路中,流过每相电源或每相负载的电流叫做它们的相电流,用符号Iₓɢ表示,流过每根端线的电流叫做线电流,用符号Iₓɴ表示。
在星形连接的三相电源或负载中,各个线电流就是各个相应的相电流。在三角形连接的三相电源或负载中,相电流与线电流不同。当三相电流为对称正弦时,线电流的有效值为相电流有效值的√3倍,即Ixn = √3 Ixg,同时,线电流的相位比它相应的相电流滞后30°。
三相四线市电中零线上电流有可能比任意一根相线上的电流更大吗?

为了说明问题,下面本人举例: 有一台三相四线连接的大功率电阻炉,各相电热丝的电阻值为Ra=Rb=4Ω,Rc=2Ω,电源电压为380V,接有零线N。试问这一台电阻炉中的相电流、线电流和零线电流各是多少?
根据电工学中相电压与线电压关系为Uxg=Uxn/√3=380/1.732=220V式中的Uxg表示相电压,Uxn表示线电压。
再根据欧姆定律计算Ia=Ib=Uxg/Ra=220/4=55A;
iC=Uxg/2=110A;
根据星形接法时,各相电流与相应相电压是同相,在星形接法连接中,线电流等于相电流。所以线电流为: Ia=Ib=55A,Ic=110A。
此时零线的电流计算公式等于各相电流的向量和,即Io=Ia+Ib+Ic。计算零线电流Io时,可首先求Ia与Ib的向量和,见上图相量图。由相量图可得:Ia,+Ib=55A,并且与Ic是反方向的,因此,Io=Ic+55=110-55=55A,并且此时零线电流Io与Uc是同相。只有明确了解了它的计算方法必须采用相量图的基本概念,才能够进行计算。

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