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在380V交流供電系統(tǒng)里，由于線路保護(hù)的需要，通常將三相四線制的中心點(diǎn)通過(guò)接地裝置直接接地。當(dāng)前數(shù)據(jù)機(jī)房配電系統(tǒng)的典型構(gòu)架如圖1所示，系統(tǒng)中通常配置一臺(tái)或數(shù)臺(tái)10KV/380V △/Yo變壓器，Yo側(cè)的中心點(diǎn)通過(guò)接地網(wǎng)直接接地，如圖1中的G點(diǎn)。
從變壓器到各IT負(fù)載之間，為了安全運(yùn)行和維護(hù)管理考慮，通常將這一距離中的線路分成三級(jí)配電母線，即UPS輸入配電母線或稱市電輸入母線L1(含柴油發(fā)電機(jī)切換后輸入)，UPS輸出配電母線L2，樓層配電母線L3，樓層配電再分路到列頭柜(也有將樓層配電與列頭柜合而為一的)，然后單相接入機(jī)架PDU對(duì)IT負(fù)載進(jìn)行供電。
這樣，從變壓器的二次側(cè)接地點(diǎn)G到IT負(fù)載的零線輸入點(diǎn)N之間，有很長(zhǎng)的輸電距離，當(dāng)負(fù)載投入運(yùn)行后，一定有大量的零線電流從N點(diǎn)流回到各級(jí)母線，在母線的零排處疊加，疊加后未被抵消的部分將流回到G點(diǎn)。由于零線阻抗的存在，在各級(jí)母線的零排之間就形成了電壓降。這樣以G為參考點(diǎn)，零線上的各個(gè)點(diǎn)就形成了對(duì)地的電壓降，這就是所謂的“零地電壓”。零地電壓從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，它與其它電壓沒(méi)有任何特別的地方，只是零線上的電壓降。
2. 三相負(fù)載電流相位不對(duì)稱時(shí)產(chǎn)生的零線電流I1-2
當(dāng)I段母線三相配電系統(tǒng)中各相負(fù)載的輸入功率因素不相同時(shí)，三相電流IA、IB、IC的相位不再符合相差120°的相位關(guān)系，此時(shí)也會(huì)導(dǎo)致不平衡電流的出現(xiàn)，同樣在N1零排處，匯合成零線電流I1-2，如圖2(C)所示。
3. 三相負(fù)載中的3n次諧波電流的存在產(chǎn)生的零線電流I1-3
由于非線性負(fù)載的存在，導(dǎo)致了零線中不僅有基本電流流過(guò)，還可能有三次及三的倍數(shù)次諧波流過(guò)。其基波電流可表示為
iA=IAmsin100πt
iB=IBmsin(100πt-120°)
iC=ICmsin(100πt+120°)
相應(yīng)的各相三次諧波電流為
由上述三種因素所產(chǎn)生的零線電流，流過(guò)N1零排到變壓器之間的零線，就形成了零線壓降，出現(xiàn)了我們通常所說(shuō)的UPS輸入零地電壓，這一零地電壓可計(jì)算為
UNI-G=(I1-1+I1-2)*Zn1-G+I1-3* Zn1-G3
如果線路較長(zhǎng)、負(fù)載的不平衡度很高或含有三次諧波的非線性負(fù)載較多，就可能使UPS的輸入零地電壓很高。
由此可見(jiàn)，可以總結(jié)如下：
n 零地電壓與通常的電壓完全相同，只是不平衡電流和三次諧波電流流過(guò)零線產(chǎn)生的壓降;
n 越是在供電鏈路的末端，其零地電壓越高。
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