Bakit Nagaganap ang Sobrang Kuryente sa Neutral Line sa Balanced Three-Phase Four-Wire Systems

Sa isang tatlong-phase apat na wire na sistema ng pagdistribute ng kuryente, ito ay isang konsenso sa industriya na ang kuryente sa neutral line ay dapat maliit kapag naka-balance ang tatlong-phase loads. Gayunpaman, mas maraming mga pangyayari ang nagpapabago sa konseptong ito.

Halimbawa, ang mga light box para sa advertising sa paligid ng gusali ay gumagamit ng fluorescent lighting na may electronic ballasts. Ang mga load sa tatlong-phase lines ay naka-balance, na ang bawat phase current ay humigit-kumulang 90A, ngunit ang kuryente sa neutral line ay umabot sa 160A.

Sa katunayan, ang paglalaganap ng sobrang kuryente sa neutral line ay naging mas karaniwan ngayon. Bakit pa rin may kuryente sa neutral line kahit naka-balance ang tatlong-phase loads, at kahit umabot pa ito sa higit sa 150% ng phase line current? Ito ay dulot ng rectifier circuit.

Kapag ang waveform ng kuryente sa phase lines ay sine wave, at kung sila ay 120° out of phase at may parehong amplitude, ang resulta ng kanilang vector superposition sa neutral line ay zero. Ito ang kilala ng lahat.

Ngunit kung ang mga kuryente sa phase lines ay pulsed at 120° out of phase, ang kanilang resulta ng superposition sa neutral line ay tulad ng ipinapakita sa Figure 2. Makikita sa Figure 3 na ang mga pulsed currents sa neutral line ay naka-spread at hindi magkakasundo. Sa pagsusuri ng bilang ng pulsed currents sa neutral line, may tatlo sa isang cycle, kaya ang kuryente sa neutral line ay ang suma ng kuryente ng bawat phase line. Ayon sa paraan ng pag-compute ng effective current value, ang kuryente sa neutral line ay 1.7 beses ang kuryente ng phase line.

Dahil ang karamihan sa modernong electrical loads ay rectifier circuit loads, kahit naka-balance ang tatlong-phase loads, maaaring mangyari ang malaking neutral current. Ang sobrang kuryente sa neutral ay napakalason, pangunahin sa dalawang rason: una, ang cross-sectional area ng neutral ay karaniwang hindi mas malaki kaysa sa phase line, kaya ang overcurrent ay nagdudulot ng sobrang init; pangalawa, walang protective devices sa neutral, kaya hindi ito makakahiwalay tulad ng phase lines, nagreresulta sa malaking panganib ng sunog.

• Para sa tatlong-phase sinusoidal symmetric AC, na may balanced loads, ang mga vector ng phase current (parehong laki, 120° phase difference) sum up to zero, kaya ang zero-sequence current ay zero.

• Kapag may unbalanced loads, ang mga vector ng kuryente (phase differences not all 120°) ay nagbibigay ng non-zero sum; ang zero-sequence current (unbalanced current) ay mas maliit kaysa sa anumang phase current.

• Kung ang tatlong-phase loads ay may non-linear components (hal. diodes), na nagdudulot ng DC at 3rd/6th - order harmonics, ang zero-sequence current (arithmetic sum ng mga ito) maaaring lumampas sa phase current. Halimbawa, sa isang tatlong-phase half-wave rectifier, anumang phase current ay 1/3 ng load current (ang zero-sequence current).

• Sa isang tatlong-phase bridge rectifier, ang kuryente ay tumatakbong pareho sa dalawang AC half-cycles (symmetric, balanced across phases), kaya walang DC o 3rd - order harmonics; ang suma ng tatlong-phase current ay zero (zero-sequence current = 0).

• Sa isang single-phase bridge rectifier, ang kuryente ay tumatakbong pareho sa dalawang AC half-cycles (symmetric), kaya walang DC o 3rd - order harmonics sa single-phase current.

• Kung ang lahat ng tatlong-phase loads ay single-phase bridge rectifiers, kahit may imbalance, ang suma ng tatlong-phase current ay non-zero (may zero-sequence current), ngunit ang kuryente sa neutral line ay hindi liliit sa phase current.