三相电负载不平衡对零线的影响「三相负载不平衡接入零线是有害还是有益」

星形联接的三相阻性（加热）负载中接入了零线是有害还是有益？
下面我就用仿真软件来进行仿真分析。虽然Multisim 13.0的某些仿真结果不能令人满意，但只要能够符合理论的要求，个别数值有所差异，不影响此次的分析。
首先我们看三相平衡负载。
不论是否接入零线，三相负载的电流、电压，除了零线电流外，基本上都差不多。见图一图二。从这里可以看出，三相负载基本平衡，三相电流也基本平衡，零线电流接近于0；各相负载的相电压也基本平衡，有没有接入零线，效果都差不多。
图1

星形联接的三相阻性（加热）负载中接入了零线是有害还是有益？

下面我就用仿真软件来进行仿真分析。虽然Multisim 13.0的某些仿真结果不能令人满意，但只要能够符合理论的要求，个别数值有所差异，不影响此次的分析。

首先我们看三相平衡负载。

不论是否接入零线，三相负载的电流、电压，除了零线电流外，基本上都差不多。见图一图二。从这里可以看出，三相负载基本平衡，三相电流也基本平衡，零线电流接近于0；各相负载的相电压也基本平衡，有没有接入零线，效果都差不多。

图1

图2

我们再看三相负载不平衡时的各相电流。

见图三图四。从图三中可以看出，三相负载不平衡最大最小相差超过10倍，零线电流也没有超过最大一相负载电流的电流。由于接入了零线，各相负载的相电压仍基本保持平衡。

图3

我们再看图四。在同样的负载条件下，由于没有接入零线，各相负载两端的电压不一样，各相负载电流与有接入零线的电路相比则大了不少（约50%）。

图4

再看各相负载两端的（相）电压。

如果各相负载的额定工作电压是220V的话，此时会发生什么问题，相信大家应该看的出来了吧？

我们再看看三相不平衡且缺相（缺一相电源和缺一相负载）故障时，各相负载的电流与电压情况会怎样的。先看缺一相电源电路（见图五、图六）。从图五可以看出，即使三相负载不平衡且又缺一相电源，零线电流仍没有超出最大一相负载电流的电流。由于有零线的存在，剩下的两相负载电流仍基本维持在没有缺相故障时的电流，其负载两端的电压也基本维持在正常范围。

图5

反观没有接入零线（见图六）的电路，因为缺了一相电源且又没有接入零线，相当于剩下的两相负载串联后接入线电压，通过两个负载的电流一样，但各自两端的电压则不一样，负载小的两端电压远远比负载大的两端电压大得多，如果这些负载的额定工作电压都是220V的，会出现什么问题，大家应该心知肚明吧？

图6

接下来看缺一相负载电路。

见图七图八。从两张图中可以看出，除了剩余负两端的电压不同外，流过剩余负载的电流，缺一相电源与缺一相负载，都是一样基本不变的。

图7

图8

再看下面的仿真结果。

这够极端不平衡了吧，相差100倍，且还缺相，但零线电流仍没有超过最大一相负载电流的电流。

像下图这样，没有接入零线，其结果就是负载越轻的一相两端的电压越高，负载越大的一相两端电压越低，其结果就是负载的过压损坏。

结论

首先，对于三相阻性负载电路，不论哪一种状况，零线电流不会大于最大一相负载电流的电流，这是电工基础理论中早已有定论的，现实之中也证明了这个定论（除非该电路存在大量非线性元件，造成大量的谐波叠加到零线中）。因此，接入了零线有害无益这是无稽之谈；

其次，通过仿真分析证明，不接入零线反而危害更大，特别是三相负载比较不平衡的情况下，各相负载的两端电压容易出现严重的不平衡，造成恶性循环，这对负载来说，会影响到其寿命，影响设备的安全运行。这一点，也得到理论和实践的证明。

所以，零线具有保证设备安全可靠运行的重要作用，不但无害，反而有益。出了问题，不能找接入了零线的“错”，应该找你接入的零线是否合格，是否符合要求。

至于是否要接入零线，前面许多朋友也发表了各种意见，在这里，个人的观点是必须根据具体的实际状况来决定。

三相负载基本平衡（不平衡度不超过10%），从安全可靠方面来说，接入零线比不接入好，但从经济成本考虑，可以不接入零线。

三相负载不平衡，特别是不平衡度超过10%的，建议还是接入零线为好。