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三相不平衡负载 · 中性点位移与中性线电流

三相四线制中一相负载变化，展示中性点位移、中性线电流变化。
电压/电流相量图实时更新，直观呈现不平衡效应。

三相负载参数

50 Ω
10 Ω200 Ω
50 Ω
10 Ω200 Ω
50 Ω
10 Ω200 Ω
0°
-90° (容性)90° (感性)
相电压 \(V_{\text{phase}}\) 220 V (RMS)
频率 \(f\) 50 Hz

三相电流

\(I_A\)
4.40 A
0°
\(I_B\)
4.40 A
-120°
\(I_C\)
4.40 A
120°

中性点分析

中性点位移电压 \(V_{NN'}\) 0.00 V
\(V_{NN'}\) 角度 0°
中性线电流 \(I_N\) 0.00 A
\(I_N\) 角度 --

\(V_{NN'}\) 为无中性线时的中性点位移电压(计算值)

电压/电流相量图

V_A V_B V_C I_A I_B I_C I_N

箭头长度表示有效值大小，方向表示相位角。电流相量已放大50倍以匹配电压尺度，标签显示实际值。V_NN' 为紫色点线。

电压与中性线电流波形

V_A I_A I_N

理论依据

三相四线制中，中性线电流 \(I_N = I_A + I_B + I_C\) (相量和)。
负载平衡时 \(I_N = 0\)；不平衡时 \(I_N \neq 0\)。
若无中性线(三相三线制)，中性点位移电压为：
\(V_{NN'} = \frac{V_A Y_A + V_B Y_B + V_C Y_C}{Y_A + Y_B + Y_C}\) 其中 \(Y = 1/Z\) 为导纳。

特性解读

中性线的作用是强制负载中性点电位等于电源中性点，使各相负载电压保持对称。
若中性线断开，不平衡将导致各相负载电压严重偏移(部分相过电压、部分相欠电压)。
调整A相负载观察：相量图中I_A变化、I_N出现、V_NN' 偏离原点。