零线电流/中性线电流产生的原因分析
1、 不平衡负载产生中性线电流
当三相电力系统负载平衡时, 系统中性线N 是不会流过电流的, 而事实上三相电力系统负载从来就不会完全平衡 , 这意味着各相阻抗不会完全一样, 即ZL1≠ZL2≠ZL3, 同时由于电流、电压都是矢量, 因此各线电流相应地也不相同, 即IL1≠IL 2≠IL 3。如果中性点接通, 那么中性线中出现电流IN =IL1 + IL2 + IL3 ≠ 0。
2、 非线性负载可产生谐波电流, 并在中性线上叠加实际电网中通常含有非线性负载, 这些非线性负载在工频正弦电压作用下, 会产生高频谐波电流, 通常为3、5、7、9 ⋯⋯次谐波等等。其中3、9........、6 k - 3 次谐波产生零序电流( k 为正整数) , 5、
11 ......、6 k - 1 次谐波产生负序电流, 7、13 ......、6 k + 1 次谐波产生正序电流。 在分析谐波电流时, 需要特别注意的是3、9、15.......等次零序谐波( 特别是3 次谐波) , 这些谐波大量存在于低压电气系统中, 主要是由荧光灯电子整流器、UPS ( 不间断电源) 、相控设备、高频设备、变频设备以及计算机设备等脉宽调制( PWM) 模式电源设备产生的, 这些谐波的存在将产生零序电流, 从而在中性线中叠加产生大量的中性线电流。
3、 交流电网受零序谐波电压干扰而产生零序电流, 并在中性线上叠加
交流电网的电源通常被认为是无限大的, 实际上, 可以用一个高阻抗Zs 表示, 它一般都均衡并取决于上游变压器的容量。这个阻抗源将引起固有电压的轻微下降, 但负载产生的谐波电流仍能通过。这将会导致电源的电压不再是平滑的正弦波, 而是在基波电压上叠加了一个干扰电压ΔU, 这部分称作谐波电压。交流电网的电源如果受谐波电压干扰, 必定会产生零序谐波电流。
简单的例子是: 当交流电网电源的电压除了基波电压外, 同时还存在3 次谐波电压这时不论负载是线性还是非线性, 均会产生3 次谐波电流和零序电流, 从而在中性线中叠加产生中性线电流。电网中的一个子系统即使不存在非线性负载等谐波源, 但是由于其他子系统产生的谐波电压对电网的影响, 同样会有谐波电流存在, 从而产生中性线电流。
零线电流/中性线电流产生的原因分析
1、 不平衡负载产生中性线电流
当三相电力系统负载平衡时, 系统中性线N 是不会流过电流的, 而事实上三相电力系统负载从来就不会完全平衡 , 这意味着各相阻抗不会完全一样, 即ZL1≠ZL2≠ZL3, 同时由于电流、电压都是矢量, 因此各线电流相应地也不相同, 即IL1≠IL 2≠IL 3。如果中性点接通, 那么中性线中出现电流IN =IL1 + IL2 + IL3 ≠ 0。
2、 非线性负载可产生谐波电流, 并在中性线上叠加实际电网中通常含有非线性负载, 这些非线性负载在工频正弦电压作用下, 会产生高频谐波电流, 通常为3、5、7、9 ⋯⋯次谐波等等。其中3、9........、6 k - 3 次谐波产生零序电流( k 为正整数) , 5、
11 ......、6 k - 1 次谐波产生负序电流, 7、13 ......、6 k + 1 次谐波产生正序电流。 在分析谐波电流时, 需要特别注意的是3、9、15.......等次零序谐波( 特别是3 次谐波) , 这些谐波大量存在于低压电气系统中, 主要是由荧光灯电子整流器、UPS ( 不间断电源) 、相控设备、高频设备、变频设备以及计算机设备等脉宽调制( PWM) 模式电源设备产生的, 这些谐波的存在将产生零序电流, 从而在中性线中叠加产生大量的中性线电流。
3、 交流电网受零序谐波电压干扰而产生零序电流, 并在中性线上叠加
交流电网的电源通常被认为是无限大的, 实际上, 可以用一个高阻抗Zs 表示, 它一般都均衡并取决于上游变压器的容量。这个阻抗源将引起固有电压的轻微下降, 但负载产生的谐波电流仍能通过。这将会导致电源的电压不再是平滑的正弦波, 而是在基波电压上叠加了一个干扰电压ΔU, 这部分称作谐波电压。交流电网的电源如果受谐波电压干扰, 必定会产生零序谐波电流。
简单的例子是: 当交流电网电源的电压除了基波电压外, 同时还存在3 次谐波电压这时不论负载是线性还是非线性, 均会产生3 次谐波电流和零序电流, 从而在中性线中叠加产生中性线电流。电网中的一个子系统即使不存在非线性负载等谐波源, 但是由于其他子系统产生的谐波电压对电网的影响, 同样会有谐波电流存在, 从而产生中性线电流。