Перегрузка нулевого проводника в трехфазных сетях при нагрузке на импульсные блоки питания современной техники

[VladimirIvan]

А это все к ому, что на прожекторную вышку идет 3х фазный кабель. И теперь ноль систематически отгорает. Будут менять кабель.

[Scadauser]

Ещё одно внятное объяснение явления перегрузки нулевого провода:
Эффект гармоник кратных третьей.
Высшие гармоники тока кратные трем (т.е. 3, 9, 15, 21 и т. д.), определяющие высокое значение коэффициента амплитуды и генерируемые однофазными нагрузками, имеют специфическое результирующее воздействие в трехфазных системах. В сбалансированной (симметричной) трехфазной системе гармонические (синусоидальные) токи во всех трех фазах сдвинуты на 120 градусов по отношению друг к другу, и в результате сумма токов в нейтральном проводнике равна нулю. Следовательно, не возникает и падения напряжения на проводнике нейтрали в кабеле.
Это утверждение остается справедливым для большинства гармоник. Однако некоторые из них имеют направление вращения вектора тока в ту же сторону, что и основная гармоника (первая, "фундаментальная", т.е. 50 Гц), то есть они имеют прямую последовательность. Другие же вращаются в обратном направлении и, таким образом, имеют обратную последовательность. Это не относится к гармоникам, кратным третьей:
n = 3 (2 k + 1) , где k = 0, 1, 2, ...
В трехфазных цепях они сдвинуты на 360 градусов друг к другу, совпадают по фазе и образуют нулевую последовательность. Нечетные гармоники, кратные третьей, суммируются в проводнике нейтрали.
В результате, с учетом того, что они составляют большую долю в действующем значении фазных токов, общий ток в нейтрали может превышать фазные токи.
Так, например, при фазных токах равных 37 А, ток нейтрали составляет 55 А при частоте, равной 150 Гц. Неправильно спроектированные четырехпроводные кабели трехфазных сетей могут перегреваться вплоть до воспламенения, подтверждая тем самым необходимость увеличения сечения проводников нейтрали трехфазных кабелей сети электропитания компьютерного оборудования. Гармоники, кратные третьей, приводят к падениям напряжения как в нейтрали, так и в фазных проводниках, вызывая искажения формы напряжения на других нагрузках, подключенных к этой сети.
Кроме указанного выше, в межфазных напряжениях трехфазной сети будут отсутствовать гармоники, кратные трем, в связи с чем соотношение между фазным и междуфазном напряжений при несинусоидальных тока становится меньше, чем корень из трёх.
http://www.tensy.ru/article01.html

[azim_mg]

..., и кондер 220х400В. ...

Не хило! Да еще таких ламп будет с десяток. Даже без расчета можно предвидеть- не всякий нулевой долетит до середины Днепра!

[azim_mg]

Так они по мощности (электрической) должны ровно на порядок меньше быть. Наоборот должно быть - тишина и прохлада. Да и по сравнению с выпрямителем - "скважность" должна быть меньше. ...

Далеко не на порядок. Даже в рекламе называют соотношение 1 к 5. А реально (по моим ощущениям) получается 1 к 2...3 - из-за того, что спектр у "энергосберегаек" хуже - не сплошной, как у ламп накаливания, а полосами - и при одинаковой освещенности зрительное восприятие ухудшается: ощущение, что освещенность недостаточная, приходится компенсировать дополнительной мощностью. А насчет повышения нагрузки на нулевой провод при переходе на "энергосберегайки" - см. с начала.

[michvl]

Даже в рекламе называют соотношение 1 к 5. А реально (по моим ощущениям) получается 1 к 2...3

По моим ощущениям, это отношение 3,5-4 (у меня лампы "теплые"). Но, конечно, не 5 и тем более не 10.

[mtit]

. Это не относится к гармоникам, кратным третьей:
n = 3 (2 k + 1) , где k = 0, 1, 2, ...
В трехфазных цепях они сдвинуты на 360 градусов друг к другу, совпадают по фазе и образуют нулевую последовательность. Нечетные гармоники, кратные третьей, суммируются в проводнике нейтрали.

Scadauser, Вы поняли про что, я понял про что. А тот кто будет читать (без соответствующей теоретической основы - хотя бы в рамках школьного курса) - не поймёт. У автора этой статьи - всеобщая болезнь (писать статью сокращая целыми предложениями).

Формула во первых не та. (Из другого абзаца).
n = 3 k, где k = 0, 1, 2, ...

Т.е. третьи гармоники для всех фаз совпадают. Допустим мы включили в трёхфазную сеть асинхронный двигатель звездой с реальным нейтральным проводом. Первые гармоники крутят ротор. Третьи - можно мысленно представить, что мы одну фазу (150Гц) завели на закороченные вместе все три обмотки двигателя. Естественно, вращающегося поля - нет. Вместо асинхронного двигателя - один большой дроссель. Большой в смысле: омическое сопротивление мало. А индуктивность - в противовес слову "большой" - тоже мала.
Естественно - получаем нагрев. Тупо к нам на двигатель приплывает тепло, которое мы ни у кого не посили. Причём и для подстанций со соединением звездой - та же песня.

[Ан-162]

Кстати, если ТС применяет только лампочки с таким входом, какова получится перегрузка нулевого провода? Кажется мне, что проблема практически должна разрешиться сама по себе ...

Вот моделирование на активную нагрузку.
Те же 200 Вт в нагрузке.
Как видите - вот теперь можно и применить кабель, где нулевой проводник вдвое меньшего сечения по сравнению с фазными. При этим тепловыделение на всех четырех проводниках будет примерно на одном уровне.

[anatol378]

Ни фига эта дурь не дает особо. Сделана с целью исключения "провалов" в ноль яркости ЛЛ. Для генератора конденсаторы соединены последовательно (уменьшается ток зарядки) для нагрузки параллельно и включаются в работу при снижении питающего напряжения вдвое. Т.Е. поддерживают горение на 120 градусном вместо 240 градусного участка синусоиды.
Но от пиков тока мы никуда не делись. Компенсировали в нулевом проводнике часть мощности за счет превращения тока в активный на небольших участках, так и в стандартной схеме часть мощности (во время разряда конденсатора) - активная и будет компенсироваться.

[Ан-162]

Компенсировали в нулевом проводнике часть мощности за счет превращения тока в активный на небольших участках

Вам же правильно все сказал azim_mg, но Вы видимо недопоняли - участки напряжения сети, где напряжение ниже 150 вольт, довольно короткие, поэтому бОльшую часть времени происходит компенсация. Нарушается она, как видно из графиков происходящих процессов, лишь в моменты заряда конденсаторов в основном.

так и в стандартной схеме часть мощности (во время разряда конденсатора) - активная и будет компенсироваться.

Ну это уже вооще...
Как раз во время разряда конденсатора, в стандартной схеме, никакой мощности из сети не потребляется, ни активной, ни реактивной. И соответственно, ни о какой компенсации не может быть и речи.

[anatol378]

Вам же правильно все сказал azim_mg,

Не читал... Своей дури достаточно

видимо недопоняли - участки напряжения сети, где напряжение ниже 150 вольт, довольно короткие, поэтому бОльшую часть времени происходит компенсация.

Возмите график с наложением синусоиды генератора на напряжение на лампе и ток потребления по фазе. С компенсирующим устройством и без.
Оптимально было бы и видоизменить нагрузку, так как при снижении напряжения ниже 60 -100 вольт ЛЛ гореть не будет.

Ну это уже вооще...
Как раз во время разряда конденсатора, в стандартной схеме, никакой мощности из сети не потребляется, ни активной, ни реактивной. И соответственно, ни о какой компенсации не может быть и речи.

Время разряда конденсатора зависит от емкости и тока через лампу. Если конденсатор большой - напряжение питания будет падать быстрее напряжения на конденсаторе. При меньшей емкости - ток лампы разделится между сетью и конденсатором, другими словами активная нагрузка.