首先我们看三相平衡负载。
无论是否接零线,三相负载的电流和电压除零线电流外,基本相同。见图1和图2。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0,各相负载的相电压也基本平衡,无论接不接零线,其效果都是相似的。
我们来看看三相负载不平衡时各相的电流。
见图3和图4。从图3可以看出,三相负载不平衡度的最大和最小相位差超过10倍,零线电流不超过最大一相负载电流的电流。由于零线的连接,各相负载的相电压仍然基本平衡。
图3所示。
让我们再看看图4。在相同的负载条件下,由于未接零线,各相负载两端的电压不同,各相的负载电流与接有中性线的电路相比要大得多(约50%)。
图4所示。
然后看看每相负载两端的(相)电压。
如果每相负载的额定工作电压为220V,这时候会出现什么问题,相信大家应该都看出来了吧。
我们先来看看三相不平衡缺相(缺一相电源和一相负载)故障时,各相负载的电流和电压状况。
先看缺少的一相电源电路(见图5和图6)。
从图5可以看出,即使三相负载不平衡,缺一相电源,零线电流仍不超过最大一相负载电流的电流。由于零线的存在,当无相损故障时,剩余的两相负载电流仍基本保持在正常电流上,负载两端的电压也基本保持在正常范围内。
图5所示
另一方面,不接中性线的电路(见图6),由于缺一相电源,零线未接上,就相当于将剩余的两相负载串联后接上线电压,通过两个负载的电流是相同的,但两端的电压不同。小负载两端的电压比大负载两端的电压要高得多。如果这些负载的额定工作电压是220V,会出现什么问题,大家都应该知道。
图6所示。
接下来,看看缺一相负载电路。
见图7和图8。从这两个图中可以看出,除剩余负端电压差外,流经剩余负载、缺一相电源和缺一相负载的电流基本相同。
图7所示。
图8所示。
看下面的仿真结果。
这就够极度不平衡的了,相差100倍,而且还是有缺相,但是零线的电流仍然不超过一相最大负载电流的电流。
如下图所示,如果不接零线,其结果是负载较轻的一相两端电压较高,负载较大的一相两端电压较低,其结果是对负荷造成过电压损坏。
首先,对于一个三相阻性负载电路来说,无论是什么情况,零线电流都不会大于最大一相负载电流的电流。这在电气工程的基础理论中早已是一个结论,在现实中也得到了证明(除非电路中存在大量的非线性元件,导致大量的谐波被叠加到中性线中)。因此,说接中性线有百害而无一利是废话。
其次,通过仿真分析,证明不接中性线危害更大,特别是三相负荷相对不平衡时,各相负荷两端电压容易出现严重不平衡,造成恶性循环,对负荷有害。样一来,就会影响其使用寿命,影响设备的安全运行。这一点也被理论和实践所证明。
因此,零线对保证设备安全可靠运行起着重要作用。它不仅无害,而且有益。如果出了问题,你也找不出连接中性线的“错误”。你应该弄清楚你所接的中性线是否合格,是否符合要求。
至于要不要接零线,很多朋友也发表了各种意见。这里,我个人的观点一定要根据具体的实际情况来决定。
三相负载基本平衡(不平衡度不超过10%)。从安全性和可靠性的角度考虑,接零线比不接好,但考虑到经济成本,也没有必要接零线。
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。