35kV不接地系统,母线空载时,三相电压为UA=25kV、UB=20kV、UC=22kV,开口三角3U0=10kV,线电压UAB=37kV,UBC=37kV,UCA=37kV,带上负载后3U0基本为0,请问这是怎么回事?线电压对称,但相电压不平衡且3U0数值较大,这是为什么呢?下面分析不平衡的原因。1、理论上,不接地系统不存在对地相电压上图是

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【容弗知道】不接地系统“电压不平衡”原因分析

2016-05-13 17:02 来源:山东容弗新信息科技有限公司 作者: 吴士凤

35kV不接地系统,母线空载时,三相电压为UA=25kV、UB=20kV、UC=22kV,开口三角3U0=10kV,线电压UAB=37kV,UBC=37kV,UCA=37kV,带上负载后3U0基本为0,请问这是怎么回事?

线电压对称,但相电压不平衡且3U0数值较大,这是为什么呢?下面分析不平衡的原因。

1、理论上,不接地系统“不存在”对地相电压

上图是不接地系统示意图,三相电路能测量到对地电压吗?

答案是:不能!因为电压的定义为两点之间的电势差,要求这两点之间必须有电气上的连接,否则无法测量。试想,在“火星上”的某个电路相对于“地球”的大地有电压吗?

2、现实中,不接地系统“可以测量”对地相电压

电压互感器可以测量到三相对地电压,这又是怎么回事呢?

实际上,母线等电气设备对于大地是存在“电容”的,如下图所示:

为了表示方便,用Za、Zb、Zc表示母线对地的阻抗,并忽略负载的影响。

首先,计算一下中性点N的电压Un,根据节点电压方程有:

Un(1/Za+1/Zb+1/Zc)=-(Ea/Za+Eb/Zb+Ec/Zc)

Un=-(Ea/Za+Eb/Zb+Ec/Zc)/(1/Za+1/Zb+1/Zc)

对于三相对称电路,Za=Zb=Zc,因此有:

Un=-(Ea+Eb+Ec)=0

A相电压Ua=Un+Ea=Ea,与A相电源电势相等,BC相亦是如此。

3、三相电压偏移的原因

前述分析假定Za=Zb=Zc,实际上Za、Zb、Zc可能不相等,则:

Un=-(Ea/Za+Eb/Zb+Ec/Zc)/(1/Za+1/Zb+1/Zc)≠0

此时:

Ua=Un+Ea≠Ea

Ub=Un+Eb≠Eb

Uc=Un+Ec≠Ec

虽然Ea、Eb、Ec是三相对称的,但因为Un的存在,导致Ua、Ub、Uc不再对称,这就是三相电压不平衡的根源所在。

下左图是Za=Zb=Zc时的三相电压,大地G和中性点N是重合的。

下右图是Za≠Zb≠Zc时的三相电压,大地G和中性点N是分开的。

当母线上的接入大量负载后,三相对地电容阻抗趋同,从而会大大降低中性点Un电压。

4、中性点Un的幅值大致有多大?

以A相阻抗Za为基准,定义Kb=Zb/Za,Kc=Zc/Za,可以得到Un随Kb、Kc变化的三维曲线:

似乎还不太直观?我们绘制该曲线的等高线:

可见,当Kb=2,Kc=2时,Un幅值可以达到0.3倍左右的Ea。

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