1.低壓供電系統(tǒng)中的三相不對稱電路
日常照明線路由于用電不均勻,易出現(xiàn)三相不對稱狀態(tài)。假定中性線阻抗為零,則電源中性點與負載中性點間的電壓為零,因此,每相負載上的電壓一定等于該相電源電壓,各相負載電壓與各相負載阻抗大小無關。由此可見,在中性線及線路阻抗為零的三相四線制電路中,當三相電源電壓對稱時,即使三相負載不對稱,三相負載上的電壓依然是對稱的,但由于三相負載阻抗不等,所以三相電流將是不對稱的,三相電流分別為

中性線電流為

所以,在不對稱的的三相四線制電路中,中性線電流一般不等于零。這表明中性線具有傳導三相系統(tǒng)中的不平衡電流或單相電流的作用。
2.一相負載短路的三相不對稱電路
(1)對稱三角形負載中一相短路
對稱的三角形負載中,假定
相短路,若不計線路阻抗,則短路相的電壓等于電源線電壓,短路相的阻抗等于零。此時
為無窮大。這時與短路相負載相連的兩條端線上將出現(xiàn)很大的短路電流。若線路上未裝設熔斷器或過流保護裝置,則電源及線路必將被燒毀。因此必須在線路上裝設熔斷器或過流保護裝置。一旦出現(xiàn)上述情況,則熔斷器的熔絲熔斷或過電流保護裝置動作,切斷電源,使三相負載停止工作。
(2)對稱的Y/Y聯(lián)結電路中一相負載短路
對稱的Y/Y聯(lián)結的電路中,假定U相負載短路,其電路圖如圖5.17(a)所示。此時
點與
點等電位,U相負載電壓為零,負載中性點與電源中性點之間的電壓等于U相電源的電壓,即

這時V相負相當于直接接在V、U兩端線上,W相負載相當于直接接在W、U兩端線上,因此,V、W兩相負載的電壓分別為

根據(jù)歐姆定律,可求得V、W兩相負載的相電流(即線電流)為

根據(jù)基爾霍夫電流定律,可求得U相的線電流等于

利用相量圖可求得U相的線電流的有效值為

因此,在電源電壓(指有效值)恒定,且不計線路阻抗的情況下,在負載星形聯(lián)結的對稱三相三線制電路中,一相負載短路:
1)短路相的負載電壓為零,其線電流增至原來的3倍;
2)其他兩相負載上的電壓和電流均增至原來的
倍。
此時線路出現(xiàn)過熱,負載不能正常工作。
3.一相負載斷路的三相不對稱電路
(1)對稱的三角形負載中一相斷路對稱的三角形負載中,假定
相短路,負載斷路后外部的電路結構未發(fā)生變化,因此,斷路后,負載的線電壓仍等于相應的電源線電壓,
相斷路后,其電流
,其他兩相負載的電流為

根據(jù)基爾霍夫電流定律,可求得線電流為



根據(jù)以上分析可知,在電源電壓有效值恒定,且不計線路損耗的情況下,三角形聯(lián)結的對稱負載一相斷路時,可得如下結論。
1)負載線電壓:均不發(fā)生變化;
2)相電流:斷路相的負載電流等于零,其他兩相負載電流保持不變;
3)線電流:與斷路相兩端相連的兩端線電流減少為原相電流,另一線電流保持不變,即仍為原相電流的
倍。
(2)對稱Y/Y接電路中一相斷路
對稱Y/Y接的三相電路中,假定U相負載發(fā)生斷路,其電路如圖5.19(a)所示。U相負載斷路后,
在所選定的參考方向下,V、W兩相負載電壓為

利用基爾霍夫電壓定律,可求得負載中性點與電源中性點之間的電壓及U相斷路處的電壓為

負載電壓的相量圖有

根據(jù)歐姆定律,可求得V、W兩相電流為

所以,在電源電壓有效值恒定,線路阻抗不計的情況下,Y/Y接對稱三相電路,一相斷路時,其
1)斷路相電流等于零,負載電壓為零,斷路處電壓為原來相電壓的3/2倍;
2)其它兩相負載上的電壓和電流均減小到原來的
倍。
4.對稱三角形負載中一條端線斷路
在對稱三角形負載的三相電路中,假定相端線斷路。U相端線斷路后,電路中各負載的連接關系發(fā)生了變化,
。根據(jù)這種連接規(guī)律,可確定三相負載的相電壓為

根據(jù)電路圖,應用歐姆定律和基爾霍夫電流定律,可求得負載相電流和線電流為

由此可見,在電源電壓有效值恒定,且不計線路阻抗的情況下,對稱三角形負載的一條端線斷路后,我們可以得到如下結論:
(1)與斷路端線相連的兩相負載的電流和電壓均減少為原來的1/2,另一相負載的電壓和電流保持不變;
(2)斷路的端線電流為零,另外兩條端線的電流減少為原線電流的
倍。
因此,無論在哪一種不對稱狀態(tài)下運行,要么出現(xiàn)過壓或過電流,造成線路過熱,易燒壞用電設備;要么出現(xiàn)電壓過低,造成用電設備不能正常工作。
