Waarom kom dit voor dat daar 'n te hoë neutrale lynstroom in gebalanseerde driefase vierdraadsisteme voorkom

In 'n driefase vierdraad kragverspreidingsisteem is dit 'n algemene ooreenkoms onder binnekringinsiders dat die stroom op die neutrale lyn baie klein moet wees wanneer die driefase belastings gebalanseerd is. Daarom word egter meer en meer verskynsels wat hierdie konsep subverteer.

Byvoorbeeld, die advertensieligkassies rondom 'n gebou gebruik fluoreskerende verligting met elektroniese ballaste. Die belastings op die driefase lyne is gebalanseerd, met elke fasestroom ongeveer 90A, maar die stroom op die neutrale lyn bereik 160A.

In werklikheid word die verskynsel van te hoë 'n neutrale lynstroom nou al hoe algemener. Waarom verskyn daar steeds stroom op die neutrale lyn wanneer die driefase belastings gebalanseerd is, en selfs meer as 150% van die fase lynstroom bereik? Dit word veroorsaak deur die rektifiersirkel.

Wanneer die stroomgolfvorm van die faseslyne 'n sinusgolf is, en hulle 120° uit fase is en dieselfde amplitude het, is die resultaat van hul vektorsuperposisie op die neutrale lyn nul. Dit is iets wat iedereen bekend is.

Maar as die strome op die faseslyne gepulseerd is en 120° uit fase, is hul superposisieresultaat op die neutrale lyn soos in Figuur 2 getoon. Uit Figuur 3 kan jy sien dat die gepulseerde strome op die neutrale lyn verskuif is en nie mekaar kan kanselleer nie. Deur die aantal gepulseerde strome op die neutrale lyn te tel, is daar drie in een siklus, dus die stroom op die neutrale lyn is die som van die strome van elke fase lyn. Volgens die berekeningmetode van effektiewe stroomwaarde, is die stroom op die neutrale lyn 1.7 keer daardie van die fase lynstroom.

Omdat die meeste moderne elektriese belastings rektifiersirkelbelastings is, kan selfs met gebalanseerde driefase belastings 'n groot neutrale stroom voorkom. Te hoë 'n neutrale stroom is hoogtans gevaarlik, hoofsaaklik om twee redes: eerste, die doorsnede van die neutrale lyn is gewoonlik nie groter as dié van die fase lyn nie, so 'n oorstroom veroorsaak oorverhitting; tweede, daar is geen beskermtoestelle op die neutrale lyn nie, so dit kan nie soos fase lyne afbreek nie, wat 'n groot brandrisiko skep.

• Vir driefase sinusvormige simmetriese AC, met gebalanseerde belastings, som fase stroomvektore (gelyke grootte, 120° faseverskil) tot nul, so is die nulvolgordestroom nul.

• Met ongebalanseerde belastings, ongelyke stroomvektore (faseverskille nie alle 120° nie) gee 'n nie-nul som; die nulvolgordestroom (ongebalanseerde stroom) is kleiner as enige fase stroom.

• As driefase belastings nie-liniêre komponente het (bv. diodes), wat DC en 3de/6de-orde harmoniese veroorsaak, kan die nulvolgordestroom (rekenkundige som hiervan) die fase stroom oorskry. Byvoorbeeld, in 'n driefase halfwaairektifier, is enige fase stroom 1/3 van die belastingsstroom (die nulvolgordestroom).

• In 'n driefase brugrektifier, vloei stroom in albei AC halfrondes (simmetries, gebalanseerd oor fases), so geen DC of 3de-orde harmoniese nie; die som van die driefase stroom is nul (nulvolgordestroom = 0).

• In 'n enkelvase brugrektifier, vloei stroom in albei AC halfrondes (simmetries), so geen DC of 3de-orde harmoniese in die enkelvase stroom nie.

• As al die driefase belastings enkelvase brugrektifiers is, selfs met onbalans, is die som van die driefase stroom nie-nul (nulvolgordestroom bestaan), maar die neutrale stroom sal nie die fase stroom oorskry nie.