关于中线电流危害的浅谈
中性线的概念
IEC标准将载荷多相不平衡电流的导线称作中性线(N线),也就是大家常说的“零线”。变压器、发电机的绕组中有一点,此点与外部各接线端间的电压绝对值均相等,这一点就称为中性点,由中性点引出的导线,称为中性线。
中性线引发火灾的途径:一种是中性线长期过载导致中性线绝缘层老化,最后使得绝缘层燃烧引发火灾;第二种是中性线故障使中性线开路,导致三相电严重不平衡,烧毁电气设备引发火灾。中性线过载是导致电气火灾的的主要原因,通过研究发现中性线过载的原因是三相不平衡和电路中大量的谐波电流造成,本文将结合实际电网现状,阐述智能中线保护设备DNSEC的应用。
配电系统背景
随着我国经济的发展和人民生活水平的不断改善,城市楼宇建设的现代化,智能化,楼内的非线性负荷计算机空调等比重讯速增大,工业用电和家庭用电量逐年增加,各类电气设备、电器产品在生活和生产中被广泛应用的同时,在给人们生活和社会生产带来极大方便的同时也留下了安全隐患。
据调查,现代电力电子设备、可调速马达、开关电源、冰箱、计算机、干衣机、微波炉、彩色电视机、激光打印机、电子式和铁磁式镇流器、空调、在线UPS系统及为提高功率因数以减小损耗而装设的并联电容器等,为非线性负荷,所产生的谐波电流注入系统使电压波形严重畸变,微机开关电源电流谐波总畸变率达到100%以上,彩色电视机产生的3次谐波电流占基波电流的81%,空调产生的谐波电流为基波电流的17%左右,负荷三相不平衡运行产生的大量零序电流,使得中性线存在大量电流,人们的财产及人身正面临着极大的安全考验!
三相负荷不平衡的危害及在实际中产生的不良影响
对配电屏和低压线路的影响
(1)三相负荷不平衡将增加线路损耗:
三相负荷不平衡可能造成烧断线路、烧毁开关设备,甚至引起电气火灾。
由于不平衡时重负荷相电流过大(约增为3倍)。根据发热量Q=0.24I2Rt,电流增为3倍,则发热量增为9倍,易造成该相导线温度直线上升。加之在供电配电中.中性线导线截面一般应是相线截面的50%,相对偏小,导致电源线电阻增大,中性线烧断的几率增大。同理在配电屏上,将直接造成开关重负荷相烧坏、接触器重负荷相烧坏,因而整机损坏等严重后果。
改造低压供电系统,调整三相不平衡负荷的重要意义
三相负荷不平衡.中性线就有电流通过.低压供电线路损耗增大若中性电流过大,使配电变压器运行温度升高,严重时会将变压器烧坏。当中性线电流过大时。零序电流所产生的零序磁通会在油箱壁及钢结构件中通过,引起较大的损耗,从而使配电变压器运行温度升高。绝缘油和绝缘材料长期受到高温影响,变压器寿命会缩短,严重的甚至烧坏。
三相负荷不平衡,造成三相电压不对称.使中性点电位产生位移三相中哪相负荷大,哪相电压就降低,而负荷小的相电压升高。为此,如果控制中性线电流不超过20%。则中性点位移不会造成三相电压的严重不对称。规程要求电流不平衡度p不得大于20%。
三相负荷不平衡,将引起相间电压的不均衡相间电压的不均衡对大量使用白炽灯照明产生不良影响。当端电压降低5%时,其光通量将减少18%,照度将降低;而端电升高5%。灯泡寿命将减少一半,灯泡消耗量将剧增。电压的高低还会使电器用品过压或欠压保护。不能正常工作。
中性线电流过大.导线烧断的机会增加前面已阐述。中性线导线截面一般是相线截面的50%,但在实际选择时,有时往往偏小,如果接头质量不好。则会使电阻增大。因此,实际生活中常发生中性线接头过热烧断故障和烧坏电器用品现象,造成严重经济损失,给生活带来极大的不便。
以上分析说明了调整不平衡负荷的重要性,而智能中线保护设备DNSEC可准确检测检测系统各相数据,实时调控设备输出电流,有效调整系统三相平衡。
调整不平衡负荷,减少电能损耗的主要措施
1) 改造企业低压区域供电线路。调整低压配电线路的三相负荷。尽量使其平衡。定期检测三相电压的平衡情况。及时调整负荷,使三相负荷尽量均衡,减少不平衡电压对电压偏移的影响。同时,可以降低三相负荷电流不平衡度,减少中性线电流的增大。即减少线损。
2)单位用户供电采用单相到三相的转换。每栋职工住宅均由三相四线的电缆引至各单元低压配电箱。
3)根据负荷变化情况,合理凋整运行方式。适当调节用户的用电时间,减少最大负荷,增加最小负荷,提高负荷率。
4)适当增大导线截面可以减少阻抗,减少线路损耗,同时也减少负荷变动情况下电压的波动。
6) 配电系统安装中线处理设备,智能中线保护设备DNSEC可有效滤除中性线电流,调节系统平衡,还可以补偿系统无功功率,从而提高功率因数和降低线损。
狄恩电气(上海)有限公司专注于电能质量治理,针对配电系统存在的中线电流问题,研发的DNSEC智能中线保护装置,通过调整三相不平衡,净化中线电流,极大的降低线路损耗和安全隐患,提高了变压器输出能力与供电质量,可以实现经济运行及减小用电成本,具有很好的经济效益和社会效益。
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