1、对称三相电路单相故障情况分析及计算绍兴工业学校 俞伯根摘要:本文分析了对称三相电路单相故障下各相的电压、电流情况,具体可分为电源故障和负载故障两类,两类故障中又各分析了接法和 Y 接法两种情况,尤其是无中线 Y 形对称三相电路当一相负载发生故障时给出了中点电压的一般式。关键词:对称三相电路、接法、Y 接法、中点电压。生产实践中,对称三相电路运行中常会出现单相故障,主要原因有电源缺相,负载断路、短路或局部短路,因此研究单相故障下各相电压、电流情况有着普遍实际的意义,对实践具有积极的指导作用。对称三相电路指三相电源对称,即各相电压的有效值相同、相位角彼此差 120,负载对称,即各相负载的大小及阻抗
2、角相同。对称三 电路运行时发生单相故障后将转入不对称运行状态,故障原因可分为二类:一类是电源缺相,另一类是负载变化。下面分别对这二类情况下接法和 Y 法进行分析和计算。一、 Y 接法无中线对称三相电路任一相负载发生故障。电路如图(1) ,此时中点电压将不再为 0,各相电压电流将转入不对称状况,欲求解各相电压或电流,按照传统的方法,应用“弥尔曼定理” ,求出中点位移电压,其公式如下:式中,为电源相电压,为三相负载阻抗。因电压为复数,阻抗一般也为复数,直接应用此式计算,计算过程较繁。现以上式为基础,导出较简的计算公式。设 A 相负载发生故障,Za 表示故障下的该相阻抗,并设 K=,或写作,代入上式
3、得:在对称负载下有 Za=Zb=Zc;及电源电压对称,或上式可表示为:任一相负载发生故障,可写作一般形式:式中为故障相所对应的电源相电压。举例及险证对称三相电路如图(1)所示,已知线电压为 380V,求解 A相负载在开路及短路二种情况下的各相负载电压。1、 开路情况:,中点电压为:各负载相电压:2、 短路情况:,中点电压为:各负载相电压:二、 接法任一相负载发生故障。电路如图(2) 。设 Za 断路,此时 Zb、Zc 上的仍为线电压,分别为, ,可知,该情况下,Za 断路时,C 相线上的电流比原来大得我。当负载局部短路时,负载上的电压仍为有线电压,各线电流仍可用节点电流方程解得。三、 电源缺相
4、,负载 Y 接法。电路如图(1) ,对于对称负载一般无中线,这种情况与第一点中的例 1 负载开路时相同。若有中线,中线上电流不为 0,可通过以下方式求得:设 A 相断路,中线电流四、 电源缺相,负载接法。电路如图(2) ,设 A 相电源断开,则电路变为 Za、 Zc 串联再与 Zb 并联,三相电路变为单相电路,二端加上线电压,负载 Za、Zb、Zc上的电压为:,此时电路总阻抗为:Z= 线电流,说明未断的二相线上电流为正常运行电流的 1.5 倍。通过以上分析可知,对称三相电路运行时出现上述四种故障时,在电压、电流上反映不同的特点及数据变化,对线性负工,也可通过测量电压电流来判断相关故障,对实践具有一定的指导作用。