單相四線時(shí)，任意一相的三相總負(fù)載有兩個(gè)回路，一是與中性線組成220V回路，二是與另一相串聯(lián)組成380V回路。 單相平衡時(shí)，線電流與相電流之間形成和諧回路，中性線上無電壓。 當(dāng)負(fù)載不平衡時(shí)，兩相負(fù)載間串聯(lián)線電流不相同，但串聯(lián)電路電壓相等，因此負(fù)載大相的多余電壓會(huì)遠(yuǎn)離中性線。 單相負(fù)載的每一相與其他兩相負(fù)載呈串聯(lián)關(guān)系，因此其他兩相的過電壓小于負(fù)載的小相，構(gòu)成中性線電壓。
如右圖，A相接一盞燈，B相接兩盞燈，C相接三盞燈，A相一燈通過中性線和兩串接AB線電流B相燈中，A相燈也通過中性線和C相三燈串接入交流線電流。A相燈泡不會(huì)因A相超載電壓而燒壞。 AB 遠(yuǎn)離中性線。 如果中性線斷了，沒有斷路，A相負(fù)載會(huì)立即閉合或燒毀，然后B相負(fù)載會(huì)閉合或燒毀，而負(fù)載最大的A相完好無損。不平衡時(shí)，單相四線情況下主零線絕對(duì)不能斷開，否則后果嚴(yán)重。
單相電流不平衡的原因有很多，如：三相接地、斷線諧振等，運(yùn)行管理人員只有正確區(qū)分才能快速處理。
1、斷線故障 若一相斷開但未接地，或斷路器、隔離開關(guān)的一相未接通，電流互感器熔斷器熔斷，會(huì)造成單相參數(shù)不對(duì)稱。 當(dāng)前一電流等級(jí)線路的一相斷開時(shí)，下一電流等級(jí)的電流顯示三相電流均增加，其中一相較低，另外兩相較高但電流值??兩者很接近。 當(dāng)該級(jí)線路斷線時(shí)，斷線的相電流為零，未斷線的相電流仍為相電流。
2、接地故障 當(dāng)線路一相斷開，三相接地時(shí)，雖然單相電流不平衡，但接地后電流值不變化。 三相接地分為金屬接地和非金屬接地。 金屬接地，故障相電流為零或接近于零，非故障相電流下降1.732倍，保持不變； 非金屬接地時(shí)，接地相電流不為零而是增大到一定值，其他兩相電流下降不到1.732倍。
產(chǎn)生諧振的原因隨著工業(yè)的快速發(fā)展，非線性電力負(fù)荷已大大減少。 有些負(fù)載除了形成紋波外，還會(huì)引起電源電流的波動(dòng)和閃變，甚至導(dǎo)致單相電流不平衡。
諧振引起的單相電流不平衡有兩種類型：
一種是噪聲諧振，類似于三相接地，即一相電流增大，另外兩相電流減小。 在查找故障原因時(shí)很難找到故障點(diǎn)。 此時(shí)可以檢測到特殊用戶。 如果不是接地的原因，則可能是諧振引起的。
另一種是分頻諧振或高頻諧振，其特點(diǎn)是單相電流同時(shí)下降。
另外，還需要注意的是電流過大跳閘怎么解決，當(dāng)空投母線上部分線路拆除或三相接地故障消失時(shí)，如果有接地信號(hào)，且一相、兩相或單相電流超過線路電流，電流表的指針會(huì)打到底，同時(shí)順利接通。 或者單相電流依次下降超過線電流。 在這些情況下，通常是由共振引起的。
單相不平衡的危害和影響：
損壞變壓器。 在生產(chǎn)和生活用電中，當(dāng)單相負(fù)荷不平衡時(shí)，變壓器處于不對(duì)稱運(yùn)行狀態(tài)。 變壓器的損耗降低（包括空載損耗和負(fù)載損耗）。 根據(jù)變壓器運(yùn)行規(guī)定，運(yùn)行中的變壓器中性線電壓不得超過變壓器低壓側(cè)額定電壓的25%。 據(jù)悉，單相負(fù)載不平衡運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致變壓器零序電壓過高，局部金屬件溫度升高，甚至導(dǎo)致變壓器燒毀。
對(duì)電氣設(shè)備的影響。 單相電流不平衡的發(fā)生將導(dǎo)致電壓不平衡的發(fā)生，最多可達(dá)數(shù)次。 導(dǎo)致電機(jī)反向扭矩減小，進(jìn)而導(dǎo)致電機(jī)溫度升高、效率下降、煤耗減少、振動(dòng)、輸出損失。 相間不平衡會(huì)縮短用電設(shè)備的使用壽命，加快設(shè)備零部件的更換頻率，降低設(shè)備維護(hù)成本。 斷路器的允許電壓裕度減小，負(fù)載變化或交變時(shí)，容易造成過擠和短路。 過大的不平衡電壓流入中性線，導(dǎo)致中性線變粗。
單次損失的影響。 單相四線制接線方式，單相負(fù)載平衡時(shí)，煤耗最小； 當(dāng)一相負(fù)載重、兩相負(fù)載輕時(shí)，線損增量小； 當(dāng)單相負(fù)載重時(shí)，單相負(fù)載輕時(shí)，且第一單相負(fù)載為平均負(fù)載時(shí)，線損增量較大； 當(dāng)一相負(fù)載輕、兩相負(fù)載重時(shí)，線損增量最大。 當(dāng)單相負(fù)荷不平衡時(shí)，無論負(fù)荷分配情況如何，電壓不平衡越大，煤耗增量越大。 單相不平衡的危害及解決方法：
1、三相電流或電壓不平衡造成的主要危害：
1、旋轉(zhuǎn)電機(jī)在不對(duì)稱狀態(tài)下運(yùn)行，會(huì)在定子中產(chǎn)生附加損耗和發(fā)熱，導(dǎo)致電機(jī)整體或局部溫升，反向磁場形成的附加扭矩會(huì)導(dǎo)致
電機(jī)振動(dòng)。 對(duì)于發(fā)電機(jī)來說，轉(zhuǎn)子中會(huì)產(chǎn)生一系列高階脈動(dòng)。
2、導(dǎo)致以負(fù)序元件為啟動(dòng)裝置的各種保護(hù)裝置誤動(dòng)作，直接威脅電網(wǎng)的運(yùn)行。
3、不平衡電流導(dǎo)致硅檢測設(shè)備出現(xiàn)非特征紋波。
4、對(duì)于發(fā)電機(jī)、變壓器來說，當(dāng)單相負(fù)載不平衡時(shí)，如果將最大相電壓控制在額定值，則其他兩相無法滿載電流過大跳閘怎么解決，因此設(shè)備的利用率會(huì)下降。 相反，如果要維持額定容量，則負(fù)載大的一相過載，不平衡的磁通會(huì)引起波形畸變，減少設(shè)備的附加損耗。
二、負(fù)載不對(duì)稱引起的電網(wǎng)單相電流不平衡的解決方法：
1、分散不同供電點(diǎn)的不對(duì)稱負(fù)載，緩解集中接入造成的嚴(yán)重不平衡問題。
2、采用交叉交換的方法，使不對(duì)稱負(fù)載合理分配到各相，并盡量使其平衡。
3、增加負(fù)載接入點(diǎn)的漏電能力，如改變網(wǎng)絡(luò)或提高供電電流水平，以提高系統(tǒng)承受不平衡負(fù)載的能力。
解決單相負(fù)載不平衡的幾種措施：
1、重視低壓配電網(wǎng)規(guī)劃工作，加強(qiáng)與當(dāng)?shù)卣?guī)劃等部門的工作溝通，防止配電網(wǎng)無序建設(shè)，特別是防止出現(xiàn)嘔吐、頭背痛的情況。低壓配電網(wǎng)，在配電網(wǎng)建設(shè)和改造過程中，應(yīng)合理劃分低壓站區(qū)提供供電。 配電變壓器選址原則是“點(diǎn)分布、短直徑”。
2、在采用低壓單相四線供電的地區(qū)，有條件的要積極爭取采用3芯或4芯電纜或低壓成束電線向用戶端供電。配送站。 線路施工時(shí)，需要最大限度地防止單相負(fù)荷的相位偏差。 同時(shí)，要做好低壓儀表安裝工作。 在一相或兩相上，導(dǎo)致線路末端出現(xiàn)負(fù)載相移。
由于現(xiàn)在的低壓配電是單相四線中性點(diǎn)直接接地的配電系統(tǒng)（星形連接可以同時(shí)獲得220v和380v兩種電流）。 當(dāng)單相負(fù)載嚴(yán)重不平衡（不對(duì)稱）時(shí)，零點(diǎn)漂移（位移），中性點(diǎn)（線）不再是零線，單相相互不是120度。 此時(shí)負(fù)載輕相電流小于200V，負(fù)載重相電流大于220V。
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