三相四线不平衡电流计算
三相四线零线断开相电压计算
三相四线零线断开相电压计算三相四线电路是工业中常见的电力供应方式，它由三相电源和一个零线组成。
在正常情况下，三相电源的相电压是平衡的，即三个相电压大小相等，120°相位差。
然而，在某些特殊情况下，可能会发生零线断开的情况。
零线是电路中的中性线，它的作用是将三相电源的中性点与地相连，提供电路返回路径。
当零线断开时，电路将无法提供正常的回路，这将导致电流无法正常流动，造成电压不平衡。
当零线断开时，电路中的负载将不再均匀地分布在三个相上，会导致相电压的差异。
为了理解这个问题，我们需要了解三相电路中相电压的计算方法。
首先，我们需要知道三相电压的幅值和相位差。
在正常情况下，三相电压的幅值相等，相位差为120°。
我们可以用以下公式表示：Ua=U*sin(ωt)Ub=U*sin(ωt-2π/3)Uc=U*sin(ωt+2π/3)其中，U是相电压的幅值，ω是角频率，t是时间。
当零线断开时，电路的回路被打断，电流无法正常流动。
这将导致电压的不平衡，即三个相电压的幅值和相位差将发生变化。
假设零线断开后，A相的电流为Ia，B相的电流为Ib，C相的电流为Ic。
那么，相电压的幅值可以用下面的公式计算：Ua'=U*(sin(ωt)-Z*Ia)Ub'=U*(sin(ωt-2π/3)-Z*Ib)Uc'=U*(sin(ωt+2π/3)-Z*Ic)其中，Z是电路的阻抗，它取决于电路中的元件和电缆的特性。
当零线完全断开时，电流将无法流过负载，因此Ia、Ib、Ic的值将为零。
此时，相电压的幅值将减小，相位差可能发生变化。
在实际应用中，我们可以通过测量三个相电压的幅值和相位差来判断零线是否断开。
如果相电压的幅值和相位差发生变化，就说明零线可能断开了。
为了保证电力供应的可靠性，我们可以采取一些措施来防止零线断开。
例如，使用合格的电缆和插座，定期检查电路连接是否良好，确保电缆和插座的绝缘性能良好，以及合理安装过流保护装置等。
三相不平衡电流
三相不平衡电流一般电机的三相不平衡电流值误差是多少？JB8680.1-1998《电机技术条件》中有明确规定，4. 20 当三相电源平衡时，电动机的三相空载电流中任何一相与三相平均值的偏差应不大于三相平均值的10%。
中华人民共和国机械行业标准(JB/T 8680-2008•代替JB/T 8680.1-1998):Y2系列(IP54)三相异步电动机(技术条件•机座号63～355)当三相电压不平衡度达 5%时,可使电动机相电流超过正常值的 20%以上。
三相电压不平衡主要表现在: (1)变压器三相绕组中某相发生异常，输送不对称电源电压。
电动机三相电流不平衡的原因及表现三相电压不平衡，如果三相电压不平衡，电动机内就有逆序电流和逆序磁场存在，产生较大的逆序转矩，造成电动机三相过热。
三相不平衡的危害和影响三相不平衡是指三相电源各相的电压不对称。
是各相电源所加的负荷不均衡所致，属于基波负荷配置问题。
发生三相不平衡即与用户负荷特性有关，同时与电力系统的规划、负荷分配也有关。
《电能质量三相电压允许不平衡度》(GB/T15543-1995)适用于交流额定频率为50赫兹。
在电力系统正常运行方式下，由于负序分量而引起的PCC点连接点的电压不平衡。
该标准规定：电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%，短时间不得超过4%。
对变压器的危害。
在生产、生活用电中，三相负载不平衡时，使变压器处于不对称运行状态。
造成变压器的损耗增大(包括空载损耗和负载损耗)。
根据变压器运行规程规定，在运行中的变压器中性线电流不得超过变压器低压侧额定电流的25%。
此外，三相负载不平衡运行会造成变压器零序电流过大，局部金属件升温增高，甚至会导致变压器烧毁。
对用电设备的影响。
三相电压不平衡的发生将导致达到数倍电流不平衡的发生。
诱导电动机中逆扭矩增加，从而使电动机的温度上升，效率下降，能耗增加，发生震动，输出亏耗等影响。
各相之间的不平衡会导致用电设备使用寿命缩短，加速设备部件更换频率，增加设备维护的成本。
三相不平衡的原因故障判断和解决方法
三相不平衡的原因故障判断和解决方法一、三相不平衡的基本概念三相不平衡是指在电力系统中三相电流（或电压）幅值不一致，且幅值差超过规定范围。
由于各相电源所加的负荷不均衡所致，属于基波负荷配置问题。
发生三相不平衡即与用户负荷特性有关，同时与电力系统的规划、负荷分配也有关。
在电网系统中，三相平衡主要指的是三相的电压相量的大小相等，而且如果按照A、B、C的顺序进行排列，他们两两之间构成的角度都为2n/3。
而三相不平衡就是指相量大小、角度的不一致。
《电能质量三相电压允许不平衡度》(GB/T15543-1995)适用于交流额定频率为50 赫兹。
在电力系统正常运行方式下，由于负序分量而引起的PCC 点连接点的电压不平衡。
该标准规定：电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%，短时间不得超过4%。
三相电流不平衡度计算方法一般有以下常用的两个公式：不平衡度%=（最大电流-最小电流）/最大电流×100%不平衡度%=（MAX相电流-三相平均电流）/三相平均电流×100%举个例子：三相电流分别为IA=9A IB=8A IC=4A，则三相平均电流为7A，相电流-三相平均电流分别为2A 1A 3A，取差值最大那个，故MAX（相电流-三相平均电流）=3A，所以三相电流不平衡度=3/7。
二、引起三相不平衡的原因引起三相电压不平衡的原因有多种，如：单相接地、断线谐振等，运行管理人员只有将其正确区分开来，才能快速处理。
1. 断线故障如果一相断线但未接地，或断路器、隔离开关一相未接通，电压互感器保险丝熔断均造成三相参数不对称。
上一电压等级线路一相断线时，下一电压等级的电压表现为三个相电压都降低，其中一相较低，另两相较高但二者电压值接近。
本级线路断线时，断线相电压为零，未断线相电压仍为相电压。
2. 接地故障当线路一相断线并单相接地时，虽引起三相电压不平衡，但接地后电压值不改变。
单相接地分为金属性接地和非金属性接地两种。
三相四线低压配电系统电压、电流不平衡问题研究(1)
三相四线低压配电系统电压、电流不平衡问题研究华北水利水电学院周国安引言低压配电系统，是指从终端降压变电站的低压侧到用户内部低压设备的电力线路，其电压一般为380/220V。
对于380/220V低压配电系统，我国广泛采用中性点直接接地的运行方式，且引出中性线N和保护线PE。
中性线N的功能，一是用于需要220V相电压的单相设备；二是传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；三是减小负荷中性点电压偏移。
保护线PE的功能，是防止发生触电事故，保证人身安全。
通过公共的PE线，将电气设备外露的可导电部分连接到电源的中性点上，当系统设备发生单相接地故障时，便形成单相短路，使保护动作、开关跳闸、切除故障设备，从而防止人身触电，这种保护称为保护接零。
按国家标准规定，凡含有中性线的三相系统，统称为三相四线制系统，即“TN”系统；若中性线与保护线共用一根导线（保护中性线PEN）则称为“TN-C”系统；若中性线与保护线完全分开，各用一根导线，则称为“TN-S”系统；若中性线与保护线在前段共用，而在后段又全部或部分分开，则称之为“TN-C-S”系统。
对低压配电系统的配电要求：⑴可靠性要求。
低压配电线路首先应当满足用户所必须的供电可靠性要求。
所谓可靠性，是指根据用户用电负荷的性质和避免由于事故停电造成经济损失，对用电设备提出的不中断供电的要求。
⑵用电质量要求。
低压配电线路应当满足用户电能质量的要求。
电能质量主要是指电压、频率和基本正弦波形，三个指标中的电压质量，是看加在用电设备端的网络实际电压与该设备的额定电压之间差值，差值越大，说明电压质量越差，对用电设备的危害也越大。
电压质量除了与电源有关之外，还与动力、照明线路的设计是否合理有关。
频率为系统额定频率50Hz。
波形应为正弦波形无谐波。
低压配电系统供电对象多为民用住宅小区、公共娱乐场所、办公楼、教学、科研与试验、博物馆、火车站、高层建筑、工厂车间动力照明等。
中性线在三相不对称负荷中的作用是保证三相负荷电压降对称的基本条件，380/220伏三相四线制供电系统的最大优点是动力和照明合用一台变压器，这样就可以大大节省投资，方便管理，目前，我国城乡低压系统都有采用三相四线制混合用的低压供电系统。
三相不平衡,如何判断与解决？(2)
三相不平衡，如何判断与解决？电力论坛三相不平衡是电能质量的一个重要指标，虽然影响电力系统的因素有很多，但正常性不平衡的情况大多是因为三相元件、线路参数或负荷不对称。
由于三相负荷的因素是不一定的，所以供电点的三相电压和电流极易出现不平衡的现象，损耗线路。
不仅如此，其对供电点上的电动机也会造成不利的影响，危害电动机的正常运行。
因此，如果三相不平衡超过了配电网可以承受的范围，那么整体的电力系统的安全运行就会受到影响。
三相不平衡的基本概念。
三相不平衡是指在电力系统中三相电流（或电压）幅值不一致，且幅值差超过规定范围。
由于各相电源所加的负荷不均衡所致，属于基波负荷配置问题。
发生三相不平衡即与用户负荷特性有关，同时与电力系统的规划、负荷分配也有关。
在电网系统中，三相平衡主要指的是三相的电压相量的大小相等，而且如果按照A、B、C的顺序进行排列，他们两两之间构成的角度都为2n/3。
而三相不平衡就是指相量大小、角度的不一致。
《电能质量三相电压允许不平衡度》(GB/T15543-1995)适用于交流额定频率为50 赫兹。
在电力系统正常运行方式下，由于负序分量而引起的PCC 点连接点的电压不平衡。
该标准规定：电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%，短时间不得超过4%。
图例：理想的三相波形图与不平衡时的三相波形图三相电流不平衡度计算方法一般有以下常用的两个公式：不平衡度%=（最大电流-最小电流）/最大电流×100%不平衡度%=（MAX相电流-三相平均电流）/三相平均电流×100% 举个例子：三相电流分别为IA=9A IB=8A IC=4A，则三相平均电流为7A，相电流-三相平均电流分别为2A 1A 3A，取差值最大那个，故MAX（相电流-三相平均电流）=3A，所以三相电流不平衡度=3/7。
引起三相不平衡的原因有哪些？引起三相电压不平衡的原因有多种，如：单相接地、断线谐振等，运行管理人员只有将其正确区分开来，才能快速处理。
三相不平衡零线电流最大值
三相不平衡零线电流最大值
在三相系统中,如果负载不对称或存在单相负载,就会导致三相电流不平衡。
不平衡负载将引起中线电流的产生。
当三相系统中存在三相负载不平衡的情况时,零线电流的最大值是一个需要重点关注的问题。
零线电流最大值主要取决于以下几个因素:
1. 负载不平衡程度
负载不平衡程度越大,零线电流就越大。
如果三相负载完全对称,那么零线电流为零。
2. 负载容量
在同等不平衡程度下,负载容量越大,零线电流就越大。
3. 中线接地方式
如果中线直接接地,零线电流最大值会更大。
如果采用阻抗接地或者非直接接地方式,零线电流最大值会相对较小。
4. 电源电压不对称度
电源电压的不对称也会导致零线电流的增加。
计算三相四线制系统中的零线电流最大值,需要了解每相负载电流的数值和相位角,以及对应的电压不平衡度。
通过矢量合成计算可以得
到零线电流的大小,其最大值是系统运行中可能遇到的极限情况。
合理设计零线截面积、采用合适的中线接地方式等措施,可以有效控制零线电流最大值,保证系统安全运行。
预估好零线电流的最大可能值,对系统选型和运维管理都很重要。
三相四线低压配电系统电流不平衡问题分析
２ ０ １０ ２ ￣ ２。
缸 一 １
．１
点电位 不再 是 ０而产生位 移 ， 中性线 电流增大 ， 使 三
相 电流不平 衡 的情 况进 行 了
＝ ０
： 。
ｒ ｒ ’ ｌｌ
蔓
分析 ， 在三相 不平 衡 系统 中 ， 采用在 相线 与 中性 线之 间跨 接 电容 、 相线 与 相 线 之 间跨 接 电容 或 电感 元 件 的方 法转移 相 间有功 功 率 ， 三 相 电流 平衡 且 使 使
电压对 称 ， 则
Ｕ ＝ ２ ０ ０。 Ｕ６＝２２ ２ ， ０ 一 １ ０。 Ｕ ＝２ ０ １ ０。 ２ ， ２ ２ ，
１ 中性 线 电流 为 Ｏ所 需 电容无 功 量 计
Ｚ ＝Ｉ 。 ｌ ｚ
Ｕａ
： ＝
， ６ Ｚ ：ｆ ５ｚ ＝ｌ 。 Ｚｆ ， ｆ 。 ｚ ，
第３ ２卷 第 １期
２ １ 年 ２月 ０１
华
北
水
利
水
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学
院
学
报
Ｖｏ＿ ２ Ｎｏ １ ｌ３ ． Ｆｅ ｂ．２０１ １
Ｊ ｕ ａ ｆＮｏ ｔ ｈ ｎ ｎ ｔ ｕ ｅｏ ａｅ ｏ ｓｒ ａ ｃ ｎ ｄ ｏ ｌｃ ｒ ｏ ｒ ｏ ｒ ｌｏ ｒ Ｃ ｉ ａ Ｉ ｓｉ ｔ ｆＷ ｔｒＣ ｎ ｅｖ ｎ ｙ ａ ｄ Ｈｙ ｒ ｅ ｅ ｔｉ Ｐ ｗｅ ｎ ｈ ｔ ｃ
而 电感元件 又大 又 重 ， 本很 高 ， 耗 较 大 ， 成 损 有条 件 尽可 能补偿 电容 ， 以应更换 补偿 相 ， 到流过 补偿 所 直 相 与 中性线 间 的 电流都 大 于 ０为止 时得 到 了合 此
适 的补偿 相．
收 稿 日期 ：０ ０—１ ２１ ２—１ ３
低压配电网三相不平衡度计算方法与应用
低压配电网三相不平衡度计算方法与应用朱明星;李开金【摘要】低压配电网三相不平衡已成为广泛关注的共性问题,分析、评估及治理工作均需要准确的算法来保证.为了了解不平衡度估算算法在三相不平衡系统计算中产生的误差,研究电流序分量相角的变化对三种电流不平衡度算法的影响,进而选择一种最有效的、误差最小的估算方法.文中首先介绍了标准中电压和电流不平衡度的几种算法,理论推导了不平衡电压的产生的原因,并给出了不平衡电流的几种计算方法.在此基础上,通过MATLAB仿真实验研究了影响三种电流不平衡度估算方法的因素,并提出了可行性建议.文章最后通过实测数据的分析,验证了以上结论.文中对四种电流不平衡度估算算法的研究,对工程实践有很大的指导意义,对三相不平衡系统的治理与补偿提供一定的借鉴.【期刊名称】《电测与仪表》【年(卷),期】2019(056)002【总页数】6页(P41-46)【关键词】不平衡度;算法;电流序分量;相角【作者】朱明星;李开金【作者单位】安徽大学电气工程与自动化学院,合肥230601;安徽大学电气工程与自动化学院,合肥230601【正文语种】中文【中图分类】TM930 引言三相不平衡是低压配电网普遍存在的问题，尽管在设计上考虑到了低压配电网三相不平衡问题，但由于单相负荷过多等因素，三相不平衡仍将成为低压配电网的主要问题之一。
电力系统三相不平衡可以分为事故性不平衡和正常性不平衡两大类[1]，不平衡电压存在着正序、负序、零序三个电压分量。
负序电压会引起旋转电机的附加发热和振动，使其效率降低，绝缘老化过程加快。
零序电流通过配变中的钢构件时将产生磁滞和涡流损耗，使配变的钢构件局部温度升高，从而加快配变的老化，同时增加配变的损耗[2]。
国家标准《电能质量三相电压允许不平衡度》明确规定,在正常情况下电网各级电压的三相不平衡度不大于2%,每个用户在公共连接点引起的三相电压不平衡度不得超过1.3%[3-4]。
因此,如何计算不平衡度是贯彻国家标准、提高电能质量的基础。
三相负荷平衡
关于三相负荷不平衡产生的原因及改进措施公式：三相负荷不平衡率=（最大相负负荷-最小相负荷）/最大相负荷*100%国家规定的配电三相负荷不平衡率的标准是不大于15%举例：有的各相负荷看上去比较接近，各相电流也较相近，但中性线电流却很大，甚至超过最大相电流，这是因三相负荷的性质不同所引起的。
如某三相四线供电线路，测得相电压UA=UB=UC=220V，IA=IB=4A，IC=3.2A，IN=4.2A。
为了验证IN的值，测得各相负荷的相位I 6 A I = I 0 B I =40°，6 C=0°，则ZA和ZB中必有一相为感性，一相为容性。
设ZA为感性，ZB为容性，向量图如图1所示。
图1感容性三相负荷不平衡向重图I IA+IB I =2cos20° IA=7.5 （A）则IN = I IA+IB + IC I =4.3 （A），理论计算和仪表测量结果基本吻合，说明中性线电流大确因三相负荷的性质不同所引起。
一、三相不平衡的危害和影响三相不平衡是指三相电源各相的电压不对称。
是各相电源所加的负荷不均衡所致，属于基波负荷配置问题。
发生三相不平衡即与用户负荷特性有关，同时与电力系统的规划、负荷分配也有关。
该标准规定：电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%，短时间不得超过4%。
（一）对变压器的危害。
在生产、生活用电中，三相负载不平衡时，使变压器处于不对称运行状态。
造成变压器的损耗增大（包括空载损耗和负载损耗）。
根据变压器运行规程规定，在运行中的变压器中性线电流不得超过变压器低压侧额定电流的25%。
此外，三相负载不平衡运行会造成变压器零序电流过大，局部金属件升温增高，甚至会导致变压器烧毁。
（二）对用电设备的影响。
三相电压不平衡的发生将导致达到数倍电流不平衡的发生。
诱导电动机中逆扭矩增加，从而使电动机的温度上升，效率下降，能耗增加，发生震动，输出亏耗等影响。
各相之间的不平衡会导致用电设备使用寿命缩短，加速设备部件更换频率，增加设备维护的成本。
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1、在三项负载不平衡的情况下,零线导通,不平衡电流流回中性点,从而使供电系统的线电压、相电压基本保持平衡。2、当采用保护接零的电气设备绝缘损坏发生碰壳时,短路电流将通过零线构成回路。由于零线阻抗较小，所以短路电流将很大，它促使保护装置迅速动作以断开电源，从而起到保护作用。
3、零线还是单相220V电气设备的电源回路。如下图所示在三相负载不平衡（A相负载最小、B相负载稍大、C相负载最大）的情况下，零线一旦断线将产生严重后果。
5、零线一旦断线，采用保护接零的电气设备将失去保护，设备一旦漏电，将会造成人身触电。这时，即使设备不漏电，由于零线本身带有危险电压使设备外壳带电，同样会造成人身触电事故。在低压三相四线制（380/220V）供电系统中，由于单相负载的存在，必然造成三相负载不平衡。为保证零线的安全性和可靠性，规程规定零线电流不得超过相线电流的25%，在主干零线上不得装设开关和熔断器，零线的截面不得小于相线截面的1/2
N线的电流为10+20+30-3*10=30A
因为,每相10A可在零线上,实现三相归零,那就只剩下L1、L2的10+20=30A的电流.又因相对相是380V,如L1、L2没有零线,它们的电压为380V.但有零线时,它们的各相的10A串联在380V上,各负载只承担了190V,但对零电压有220V,比相对相的电压要高,所以它挑高电势的走了.剩下的L1的10A,别无选择,更会经零线走了.
所经过零线的有30A.
在低压三相四线制（380/220V）供电中系统，零线的作用是什么？零线断线时有什么后果？
变压器二次侧中性点直接接地称为工作接地，由于中性点直接与大地零电位连接。因此，引出的中性线称为零线
即TN-C系统（三相四线制供电系统）中的PEN线。在
三相四线制(380/220V)供电系统中零线的主要作用是:
3、当零线在c点发生断线时，由于没有零线导通不平衡电流，为维持三相电流的矢量和等于零，其中性点必将向负载大的C相方向位移，造成三相电压不平衡，即负载大的C相电压低，而负载小的A相电压高。三相负载不平衡程度越严重，中性点位移量越大，三相电压不平衡程度也越严重。
4、由于零线断线造成的三相电压畸形，使电气设备工作特性发生变化。电压过低无法工作，电压过高将缩短使用寿命，甚至烧毁设备造成经济损失。
分析如下
1、当零线在a点发生断线时，凡连接在断开点以后的单相负载，其火线、零线都带电。
但没有电压，因此，负载无法正常工作。
2、当零线在b点发生断线时，接在断开点以后的B相（L2）和C相（L3）的单相负载相当于串联后接在B、C两相（380V）上，造成负载大的C相电压低，负载小的B相电压高。如果B相和C相负载一样大，则B相和C相负载各承受电压190V。