Bakit Nagaganap ang Sobrang Kuryente sa Neutral Line sa Balanced Three-Phase Four-Wire Systems
Sa isang tatlong-phase apat na linyang sistema ng pagdistribute ng kuryente, ito ay isang konsenso sa industriya na ang kasalukuyan sa neutral line ay dapat maliit kapag ang tatlong-phase loads ay naka-balance. Gayunpaman, mas maraming mga pangyayari ang sumusubok na subbertirin ang konsepto na ito.
Halimbawa, ang mga advertising light boxes sa paligid ng isang 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 kasalukuyan sa neutral line ay umabot sa 160A.
Sa katunayan, ang paglitaw ng excessive neutral line current ay naging mas karaniwan ngayon. Bakit pa rin lumilitaw ang kasalukuyan sa neutral line kapag ang tatlong-phase loads ay naka-balance, at kahit umabot sa higit sa 150% ng phase line current? Ito ay dahil sa rectifier circuit.
Kapag ang waveform ng kasalukuyan 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 kasalukuyan 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. Maaaring makita sa Figure 3 na ang mga pulsed currents sa neutral line ay staggered at hindi maaaring kanselarhin ang isa't-isa. Sa pagbilang ng bilang ng pulsed currents sa neutral line, may tatlo sa isang cycle, kaya ang kasalukuyan sa neutral line ay ang suma ng kasalukuyan ng bawat phase line. Ayon sa paraan ng pagkalkula ng effective current value, ang kasalukuyan sa neutral line ay 1.7 beses ang kasalukuyan ng phase line.
Dahil ang karamihan sa modernong electrical loads ay rectifier circuit loads, kahit na may naka-balance na tatlong-phase loads, maaaring magkaroon ng malaking neutral current. Ang excessive neutral current 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 maaaring idisconnect tulad ng phase lines, nagpapataas ng malaking panganib ng sunog.
Para sa tatlong-phase sinusoidal symmetric AC, na may balanced loads, ang phase current vectors (parehong magnitude, 120° phase difference) ay sum up to zero, kaya ang zero-sequence current ay zero.
Sa unbalanced loads, ang hindi pantay na current vectors (phase differences na hindi lahat 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 (halimbawa, 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 kasalukuyan ay tumatahi sa parehong 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 kasalukuyan ay tumatahi sa parehong 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 na may imbalance, ang suma ng tatlong-phase current ay non-zero (may zero-sequence current), ngunit ang neutral current ay hindi liliit sa phase current.
