不对称三相电路的原理及分析方法

时间：2023-07-02 理论教育 版权反馈

【摘要】：由于不对称三相电路已失去了对称三相电路的特性，所以对称三相电路的分析方法不再适用，因此，只能把它视为复杂的正弦电路进行分析。不对称三相电路可以直接用节点分析法或网孔分析法或等效电源定理求解。下面从三相四线制电路入手，对不对称三相电路进行分析。解由于负载不对称，所以属不对称三相电路。图8-28例8-12图解负载不对称，所以为不对称三相电路，应用等效电压源定理求解。

不对称三相电路的原理及分析方法

不对称三相电路（Unsymmetrical Three-phase Circuit）是由不对称电源（Unsymmetrical Source）或不对称负载（Unbalanced Load）形成的，因此不对称三相电路的产生有两种可能的情况，三相电源的大小或相位有差异以及负载阻抗不相等。通常三相电源的不对称程度较小，一般可近似当作对称来处理。而三相负载的不对称则是主要的、经常的。如各负载分配不均匀、电力系统发生短路或断路等故障都将引起不对称。所以，实际工程中要解决的不对称三相电路多指的是三相电源对称而三相负载不对称的三相电路。因此，本节只简要讨论负载不对称的情况。

由于不对称三相电路已失去了对称三相电路的特性，所以对称三相电路的分析方法不再适用，因此，只能把它视为复杂的正弦电路进行分析。不对称三相电路可以直接用节点分析法或网孔分析法或等效电源定理求解。下面从三相四线制电路入手，对不对称三相电路进行分析。

在图8-25（a）所示不对称三相电路中，、、为三相对称电源，而ZA、ZB、ZC为三相不对称阻抗，ZN为中性线阻抗。

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图8-25　不对称三相电路

（a）Y-Y连接不对称三相电路；（b）中性点偏移

取电源中性点N为参考点，则由节点法可得负载中性点N′的节点电压方程为

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则中性点间电压为

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则各相电流分别为

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中性线电流为

由式（8-32）可知，只要中性线阻抗不等于零，电源中性点和负载中性点间的电压就不为零，两中性点就不会重合而发生偏移，如图8-25（b）所示。ZN越大越大，中性点位移越大。当没有中线时，即中线断开ZN=∞时，为最大，中性点偏移最严重。

因此，可根据中性点位移情况来判断负载不对称的程度。当中性点位移较大时，会造成负载端的相电压严重的不对称，从而使负载工作不正常，甚至损坏。如在三相照明电路中，如果中线断开，且A相负载又全部开路，此时B、C两相构成串联，其端电压为电源线电压380V。若B、C相对称，各相端电压为190V，均低于额定值220V而不能正常工作；若B、C相不对称，则负载大（电阻小）的一相分压少而不能正常发光，负载小（电阻大）的一相分压多则易烧损。如果中线断开，且A相又发生短路，此时B、C两相都会与短接线构成通路，因此两相的端电压均为线电压380V，这种情况下B、C相将因过电压而烧损。解决这一问题的有效方法是减少中性线阻抗。这是因为当中性线阻抗很小，甚至可以忽略时，可迫使最小，甚至接近于零。这样，尽管电路是不对称的，但负载各相电压与电源各相电压相差很小，且各相的工作状况互不影响，使得负载能够正常工作。因此，在这种情况下，中线的存在就非常重要了。为此，在实际的电气安装工程中，中性线上是不允许接入开关与熔断器的。因为一旦开关或熔断器烧断，中性线的作用也就消失了。