三相负载在很多情况下是不对称的,最常见的照明电路就是不对称负载星形联结的三相电路。下面,我们根据实验中的数据来分析三相四线制中性线的重要作用。
如下图所示,把额定电压为220 V,功率分别为l00 W、60 W和40 W的三盏白炽灯作星形联结,然后接到三相四线制的电源上。
为了便于说明问题,设在中性线上装有开关SN,如下图(a)所示。当SN合上时每个灯泡都能正常发光。当断开SU、Sv和Sw中任意一个或两个开关时,处在通路状态下的灯泡两端的电压仍然是相电压,灯仍然正常发光。上述情况是相电压不变,而各相电流的数值不同,中性线电流不等于零。如果断开开关Sw,再断开中性线开关SN,如下图(b)所示。中性线断开后,电路变成不对称星形负载无中性线电路,40 W的灯反而比l00 W的灯亮得多。其原因是,没有中性线,两个灯(40 W和l00 W灯泡)串联起来以后接到两根相线上,即加在两个串联灯两端的电压是线电压(380 V)。又由于l00 W的灯的电阻比40 W的灯的电阻小,由串联分压可知它两端的电压也就小。因此,l00 W的灯反而较暗,40 W的灯两端的电压大于220 V,会发出更强的光,还可能将灯烧毁。
可见,对于不对称星形负载的三相电路,必须采用带中性线的三相四线制供电。若无中性线,可能使某一相电压过低,该相用电设备不能工作;某一相电压过高,烧毁该相用电设备。因此,中性线对于电路的正常工作及安全是非常重要的,它可以保证负载电压的对称,防止发生事故。
通过这个实例可以发现,中性线的作用就是使不对称的负载获得对称的相电压,使各用电器都能正常工作,而且互不影响。
在三相四线制供电线路中,规定中性线上不允许安装熔断器、开关等装置。为了增强机械强度,有的还加有钢芯;另外通常还要把中性线接地,使它与大地电位相同,以保障安全。
结论:
负载作星形联结时: ① 电源线电压是负载两端相电压的② 每一相相线的线电流等于流过负载的相电流,即 ③对于对称负载可去掉中性线变为三相三线制传输; ④对于不对称负载则必须加中性线,采用三相四线制传输。 |
电工学习网 ( )
GMT+8, 2023-6-3 08:38