3 低压配电系统中性线的负荷工况
中性线配出的三相电源称三相四线制系统,满足了额定电压为220v大量的单相负荷的电能需求。对三相四线制系统来说,如三相负荷平衡又无谐波电流的活,则流过中性线的电流的向量和为零。目前,在公共建筑物,高层住宅和办公大楼中均配有大量的计算机,
电子信息设备;电子娱乐设备,变频空调,调光器,以及电子节能灯等器件已深入到每家每户。这类设备通过整流器,从正弦电压波形的电网中吸取非正弦波形的电流,非正弦电流在线路上的电压降又造成正弦电压波形的失真。非正弦波电流含有大量的高次谐波分量,其中主要的是3次谐波分量。由于三相电源中接入大量的单相负载,事实上很难做到三相负荷电流平衡。三相负荷不平衡指的是接入三相电源的各相的功率不平衡,各相负载的功率因素不平衡以及各相负载产生的谐波电流不平衡。此时,中性线流过的电流为三相不平衡负荷(基波50hz)电流的向量和,三次谐波(三倍频次)电流的算术和,以及其他高次谐波电流的向量和。正是由于上述原因,n线上会出现过电流(或过载)现象。因此设计低压配电系统时,很多场合不再减少n线截面,把n线的截面等同于相线截面。也正是由于n线上的不平衡电流和谐波电流,造成系统严重的电磁干扰(emi)现象。
4 接地系统与emi
低压配电系统中的带电(流通电流的)导线是指电源相线(l1,l2,l3),n线(中性线);pe线(保护地线)仅在电气系统(或其中的设备)故障时,才流通故障电流,实质上也是带电导线。低压配电系统有三种接地制式,详见图5。配电系统不同的接地制式可用两个字母表示并加以区分:
第一个字母表示电源设备接地的条件, 其中:
t= 电力变压器低压绕组中性点直接接地;
i= 电力变压器低压绕组中性点对地绝缘或通过阻抗接地。
第二个字母表示电气设备(装置)外露导体的接地的条件,其中:
t= 电气设备(装置)外露导电体接地,该接地点远离于变压器低压绕组中性点的接地点。
n= 电气设备(装置)外露导电体部分与变压器低压绕组中性点(系统地)连接。
对tn系统, 还用第三个字母来说明n线与pe线的关系;其中:
tn-c:n线与pe线合并为一根线,即pen线(4根线)。
tn-s:n与pe两根导线,与三根相线一起配出(5根线)
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