三相交流电简介

三相交流电简介
三相交流电是由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120°角的交流电路组成的电力系统。

目前，我国生产、配送的都是三相交流电。

三相交流电有很多优越性，比如使用三相交流电的电动机、发电机节能节材、维护方便。

发电机的转子为一磁铁，当它以匀角速度旋转时，每一个定子线圈都会产生交变电动势。

三个线圈产生的交变电动势的幅值和频率都相同，位相彼此差120°。

三相四线制式供电
工业上用的三相交流电，有的直接来自三相交流发电机，但大多数还是来自三相变压器，对于负载来说，它们都是三相交流电源，在低电压供电时，多采用三相四线制。

在三相四线制供电时，三相交流电源的三个线圈采用星形（Y形）接法，即把三个线圈的末端X、Y、Z连接在一起，成为三个线圈的公用点，通常称它为中点或零点，并用字母O表示。

供电时，引出四根线：从中点O引出的导线称为中线或零线；从三个线圈的首端引出的三根导线称为A线、B线、C线，统称为相线或火线。

在星形接线中，
如果中点与大地相连，中线也称为地线。

我们常见的三相四线制供电设备中引出的四根线，就是三根火线一根地线。

三相四线制中的电压
每根火线与地线间的电压叫相电压，其有效值用UA、UB、UC表示；火线间的电压叫线电压，其有效值用UAB、UBC，UCA表示，如图7－2。

因为三相交流电源的三个线圈产生的交流电压位相相差120°，三个线圈作星形连接时，线电压等于相电压的根号3倍。

我们通常讲的电压是220伏，380伏，就是三相四线制供电时的相电压和线电压。

但三相四级制供电时，也有下表所示的几种电压，用电时应予注意。

在日常生活中，我们接触的负载，如电灯、电视机、电冰箱、电风扇等家用电器及单相电动机，它们工作时都是用两根导线接到电路中，都属于单相负载。

在三相四线制供电时，多个单相负载应尽量均衡地分别接到三相电路中去，而不应把它们集中在三根电路中的一相电路里。

如果三相电路中的每一根所接的负载的阻抗和性质都相同，就说三根电路中负载是对称的。

在负载对称的条件下，因为各相电流间的位相彼此相差120°，所以，在每一时刻流过中线的电流之和为零，把中线去掉，用三相三线制供电是可以的。

但实际上多个单相负载接到三相电路中构成的三相负载不可能完全对称。

在这种情况下中线显得特别重要，而不是可有可无。

有了中线每一相负载两端的电压总等于电源的相电压，不会因负载的不对称和负载的变化而变化，就如同电源的每一相单独对每一相的负载供电一样，各负载都能正常工作。

若是在负载不对称的情况下又没有中线，就形成不对称负载的三相三
线制供电。

由于负载阻抗的不对称，相电流也不对称，负载相电压也自然不能对称。

有的相电压可能超过负载的额定电压，负载可能被损坏（灯泡过亮烧毁）；有的相电压可能低些，负载不能正常工作（灯泡暗淡无光）。

像图中那样的情况随着开灯、关灯等原因引起各相负载阻抗的变化。

相电流和相电压都随之而变化，灯光忽暗忽亮，其他用电器也不能正常工作，甚至被损坏。

可见，在三相四线制供电的线路中，中线起到保证负载相电压时称不变的作用，对于不对称的三相负载，中线不能去掉，不能在中线上安装保险丝或开关，而且要用机械强度较好的钢线作中线。

三相交流电出现正幅值的顺序称为相序，工程上通用的相序是正序。

补1：相交流电依次达到正最大值（或相应零值）的顺序称为相序（phase sequence）.
通常把u—>V—>W的相序称为顺相序（positive sequence）.工程上通用的相序是顺序，也叫正序。

在三厢绕组中，把哪个绕组当作U相绕组是无关紧要的，但U相绕组确定后，电动势比Eu滞后120度的绕组就是V相，电动势比Eu滞后240度（或者说超前120度）的那个绕组则为W相。

三相电源绕组有几种接线方式？三相负载的连接方式有几种？
1、三相电源绕组有几种接线方式？三相负载的连接方式有几种？答：三相发电机或三相变压器的二次侧都具有三相绕组，它们都是用星
Ｙ形或三角△形的方式连接起来的。

三相负载的连接与发电机三相绕组的连接相似，也可接成形或三角形△。

2、什么叫三相三线制电路？什么叫三相四线制电路？
答：将负载与发电机用三根火线连接起来。

就是三相三线制电路。

用三根火线和一根中线把电源和负载起来，就是三相四线制电路。

3、什么叫三相电源和负载的星型连接？什么叫相、线电压和相、线电流？他们之间的关系如何?
答：将三相绕级的末端连接在一起，从首端分别引出导线，这就是星形连接。

通常三相绕组的始端用Ａ、Ｂ、Ｃ表示，末端用Ｘ、Ｙ、Ｚ表示。

绕组始端的引出线称为火线。

三个绕组末端连接在一起的公共点“Ｏ”称为中性点，从中性点引出的一根导线称为零线（也称中线）。

如果中性点接地，则零线也称做地线。

每相组两端间的电压（即每相绕组首端与中线之间的电压）uA、uB、uC 叫做相电压。

两根火线之间（即两相之间）的电压uAB、uBC、uCA叫做线电压。

流过电源每相绕组或负载的电流，叫做相电流。

火线中的电流iA、iB、iC，叫做线电流。

在星形连接中，线电压的有效值是相电压有效值的根3倍，即U线＝U 相。

线电流等于相电流。

即I线＝I相。

4、三相四线制供电系统中，中性线（零线）的作用是什么？为什么零线不允许断路？
答：中性线是三相电路的公共回线。

中性线能保证三相负载成为三个互
不影响的独立回路；不论各相负载是否平衡，各相负载均可承受对称的相电压：不发一相发生故障，都可保证其它两相正常工作。

中性线如果断开，就相当于中性点与负载中性点之间的阻抗为无限大，这时中性点位移最大，此时用电瓦数多的相，负载实际承受的电压低于额定相电压（灯泡的灯光发暗）；用电瓦数少的相，负载实际承受的电压高于额定电压（灯泡的灯光过亮，要烧坏）。

因此，中性线要安装牢固，不允许在中性线上装开关和保险丝，防止断路。

5、三相交流电路中的功率怎样计算？
答：三相负载接到三相电源上，无论负载作Y形连接还是△形连接，每相的有功功率、无功功率、视在功率都与单相电路的计算方法一样，即P相＝U相I相COSφ相
Q相＝U相I相sinφ
Ｓ相＝Ｕ相Ｉ相
对于三相对称电路，不论负载怎么连接，三相对称负载的各种总功率可用下面公式计算。

即：Ｐ＝ＵＩcosφ
Ｑ＝ＵＩsinφ
Ｓ＝ＵＩ＝
三相有功功率的单位仍为瓦或千瓦；无功功率的单位仍为乏或千乏；视在功率的单位仍为伏安或千伏安。

6、在同一电路中，若换用阻值相同而额定功率不同的同类型电阻，为什么发热状况会不相同?
答：电阻将电能转换为热能，其热量大小依据焦耳楞次定律。

在阻值相
同的情况下，只要电流及通电时间相同，产生的热应是相等的。

但电阻的发热状态不仅与热量大小有关，也与散热条件等诸多因素有关。

在上述相同的条件下，额定功率小的电阻，体积小，热量集中，温升就高；额定功率大的电阻则体积大，热量分散，温升就低。

因此，换用电阻元件时，必须根据其在电路中的负载持续率、功耗以及允许温升等来合理选取其额定功率，在保证电阻不超功耗的情况下，以便发热状态符合电路的要求。

7、电缆敷设前应作哪些检查，敷设中注意什么？
答：（1）电缆敷设前应检查核对电缆的型号、规格是否符合设计要求，检查电缆线盘及其保护层是否完好，电缆两端有无受潮。

（2）检查电缆沟的深浅、与各种管道交叉、平行的距离是否满足有关规程的要求、障碍物是否消除等。

（3）确定电缆敷设方式及电缆线盘的位置。

（4）敷设中直埋电缆人工敷设时，注意人员组织敷设速度在防止弯曲半径过小损伤电缆；敷设在电缆沟或隧道的电缆支架上时，应提前安排好电缆在支架上的位置和各种电缆敷设的先后次序，避免电缆交叉穿越。

注意电缆有伸缩余地。

机械牵引时注意防止电缆与沟底弯曲转角处磨擦挤压损伤电。