35kV不接地系統(tǒng),母線空載時,三相電壓為UA=25kV、UB=20kV、UC=22kV,開口三角3U0=10kV,線電壓UAB=37kV,UBC=37kV,UCA=37kV,帶上負載后3U0基本為0,請問這是怎么回事?
線電壓對稱,但相電壓不平衡且3U0數(shù)值較大,這是為什么呢?下面,思仿小編與您一起分析不平衡的原因。
1、理論上,不接地系統(tǒng)“不存在”對地相電壓
上圖是不接地系統(tǒng)示意圖,三相電路能測量到對地電壓嗎?
答案是:不能!因為電壓的定義為兩點之間的電勢差,要求這兩點之間必須有電氣上的連接,否則無法測量。試想,在“火星上”的某個電路相對于“地球”的大地有電壓嗎?
2、現(xiàn)實中,不接地系統(tǒng)“可以測量”對地相電壓
電壓互感器可以測量到三相對地電壓,這又是怎么回事呢?
實際上,母線等電氣設(shè)備對于大地是存在“電容”的,如下圖所示:
為了表示方便,用Za、Zb、Zc表示母線對地的阻抗,并忽略負載的影響。
首先,計算一下中性點N的電壓Un,根據(jù)節(jié)點電壓方程有:
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)
對于三相對稱電路,Za = Zb = Zc,因此有:
Un = -(Ea + Eb + Ec) = 0
A相電壓Ua = Un + Ea = Ea,與A相電源電勢相等,BC相亦是如此。
3、三相電壓偏移的原因
前述分析假定Za = Zb = Zc,實際上Za、Zb、Zc可能不相等,則:
Un = -(Ea/Za + Eb/Zb + Ec/Zc)/(1/Za + 1/Zb+ 1/Zc)≠ 0
此時:
Ua = Un + Ea ≠ Ea
Ub = Un + Eb ≠ Eb
Uc = Un + Ec ≠ Ec
雖然Ea、Eb、Ec是三相對稱的,但因為Un的存在,導(dǎo)致Ua、Ub、Uc不再對稱,這就是三相電壓不平衡的根源所在。
下左圖是Za=Zb=Zc時的三相電壓,大地G和中性點N是重合的。
下右圖是Za≠Zb≠Zc時的三相電壓,大地G和中性點N是分開的。
當母線上的接入大量負載后,三相對地電容阻抗趨同,從而會大大降低中性點Un電壓。
4、中性點Un的幅值大致有多大?
以A相阻抗Za為基準,定義Kb = Zb/Za,Kc = Zc/Za,可以得到 Un 隨Kb、Kc變化的三維曲線:
似乎還不太直觀?我們繪制該曲線的等高線:
可見,當Kb = 2,Kc = 2時,Un幅值可以達到0.3倍左右的Ea。