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三相不平衡與三相不對稱的區別與聯系

2018-12-21 11:12:40
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三相不平衡現象與三相不對稱現象兩者是有本質上的區別的,話不多說,咱們先從兩者各自的定義上分析:

一、三相不平衡的定義:

三相不平衡:是指在電力系統中三相電流(或電壓)幅值不一致,且幅值差超過規定範圍。具體的數據舉例:

(1)三相交流電流的表達式是:

三相交流电流的表达式.png

(2)所谓三相平衡,指的是:Ia.m = Ib.m = Ic.m ;而三相不平衡,自然就是Ia.m ≠ Ib.m ≠Ic.m 当三相平衡时,有:

三相平衡公式.png

當三相不平衡時,則上式不爲零,也即中性線電流In≠0。

從上面的公式可以很直觀的判斷出:如果三相不平衡時,就會有零線電流。

【注】:这里的零线指的是保护中性线PEN ,也即把中性线N在变压器侧接地后形成的。在正常情况下(未发生单相接地故障或者漏电时),两者的电流相等。


二、三相不對稱的定義:

    假定中性線阻抗爲零,則電源中性點與負載中性點間的電壓爲零,因此,每相負載上的電壓一定等于該相電源電壓,各相負載電壓與各相負載阻抗大小無關。由此可見,在中性線及線路阻抗爲零的三相四線制電路中,當三相電源電壓對稱時,即使三相負載不對稱,三相負載上的電壓依然是對稱。但由于三相負載阻抗不等,所以三相電流將是不對稱的,即在不對稱的的三相四線制電路中,中性線電流一般不等于零。


三、三相不平衡與三相不對稱的聯系:

1、三相不平衡只是三相不對稱的一種特殊情況:

    如果只是三相不平衡,我們利用電路計算原理,例如回路法、節點法等等,總能夠把它給計算出來。我們會發現,這種計算法有幾個前提條件:

(1)電路的結構是已知的;

(2)元件的性質(電阻、電感和電容)是已知的;

(3)元件的參數同樣也是已知的。

2、現在我們來設想另外一種情況,例如變壓器的自感和互感作用:

    当三相对称时,任意两相的相量和等于第三相的负值,因而两相在第三相上产生的互感电动势必等效于与第三相电流大小成比例关系的自感电动势。但是,当三相不对称时,我们会发现这些关系和参数难以确定。这祥一来,事情就变得麻烦了。 所以三相不对称与三相不平衡并不一样。三相不平衡只是三相不对称的一种特殊情况。

3、三相不平衡與三相不對稱在使用上通常不作嚴格的區分:

    三相系統可分爲對稱三相系統和不對稱三相系統。對稱三相系統是指三相電量(電動勢、電壓或電流)數值相等、頻率相同、相位互差120°的系統。不同時滿足這三個條件的三相系統是不對稱系統。

    三相系統又可分爲平衡三相系統和不平衡三相系統。在任意時刻,三相瞬時總功率與時間無關,這祥的系統稱爲平衡三相系統;在任意時刻,三相瞬時總功率時間的函數,這祥的系統稱爲不平衡三相系統。對于三相系統,系統的不對稱直接導致不平衡,所以不對稱三相系統和不平衡三相系統在使用上不作嚴格區分。


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