关于三相四线制、三相五线制 电源的产生,线路概念

企业、车间及居民区等地的机电设备常用到三相四线制供电、三相五线制供电，其意义是什么？发电、变电、配电和输电的意义是什么？工业一次供电、二次供电是什么？线路的标识符号如何？本文理实一体化讲解清楚。

二．任务论述（一）发电厂分类发电厂是把其他形式的能量转换成电能的企业，有常规电能和绿色电能企业两类：1. 比较常规的电能比较常规的发电厂，主要有如下4种：（1）火力发电厂是指利用煤、石油、天然气或其他燃料的化学能来生产电能的发电厂，其发电过程是：化学能→热能→机械能→电能。

（2）水力发电厂是指利用水流的动能和势能来生产电能的发电厂，水流量的大小和水头的高低，决定了水流能量的大小。

水力发电厂发电其过程为：水能→机械能→电能。

（3）原子能发电厂是指利用核能来生产电能的发电厂，又称核电厂（核电站），原子核各个核子（中子与质子）之间具有强大的结合力，重核分裂和轻核聚合时，都会放出巨大的能量，称为核能。

目前技术比较成熟，形成规模投入运营的只是重核裂变释放出的核能生产电能的原子能发电厂。

从能量转换的观点分析，是由重核裂变核能→热能→机械能→电能的转换过程。

（4）垃圾发电厂垃圾发电是把各种垃圾收集后，进行分类处理，其中：一是对燃烧值较高的进行高温焚烧产生热能转化为高温蒸气，推动涡轮机转动发出电能。

二是对不能燃烧的有机物进行发酵、厌氧处理、最后干燥脱硫产生沼气。

再经燃烧，把热能转化为蒸气推动涡轮机转动发出电能。

2. 绿色电能企业绿色电能是指用特定的发电设备发电，在发电过程中不排放或很少排放对环境有害的废气、废水和废物，具有环保性质的能源，主要有以下4种：（1）地热发电厂地热能是指贮存在地球内部的可再生热能（2）风能发电厂是指利用风能来生产电能的发电厂（3）太阳能发电厂太阳能是指太阳光的辐射能量（4）海洋能发电厂海洋能是海水流动动能、海洋热能、潮汐能和波浪能等能源的总称。

（5）生物质能发电生物质能就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。

它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，这些燃料可以用于发电。

12 9 8 7 6 5 4 3图3 某机械制造公司三相四线制线路经过总开关柜、多个低压开关柜向各个车间、重要设备和办公大楼等用电场所分配电力即配电1-来自降压变压器的三相四线制母线 2-三相四线制低压总开关柜 3-150T 行车配电柜 4-焊接车间配电柜 5-喷漆车间和加工二车间配电柜 6-冲压车间和加工一车间配电柜7-精加工二车间和机修车间配电柜 8-办公大楼配电柜 9-预留备用电源配电柜图2 企业变电站(所)用降压变压器把高电压降压到380V 和220V 供用户使用1-降压变压器 2-三根高电压线接入变压器 3-变压器中性线 4、5、6-三根380V 母线 7-输入电缆127图1 发电厂发出的电力升高电压 后经铁塔上的导线等设备远距离输电（二）企业供电电力系统变电、配电和输电简述由于发电厂的建设地点距离用户比较远，如果采用低压输电则势必造成输电功率巨大浪 费和电能质量下降，所以发电厂发出大电流低电压的电力首先要用变压器升高电压后向远处的用户输电，国家电力部门规定通常升高到10千伏、11千伏、22千伏、50千伏等几种规格的电压；而企业及其机电设备常用380V 或220V 电压，所以输电到用户再用变压器降低电压至380V 或220V 供用户使用。

升压和降压通称为变电，把电力经过低压开关柜分配给各个用电场所叫配电，把电力从一个场所输送到另一个场所叫输电。

通常发电厂发出电力用变压器升高电压及向远处的用户区输电属于国家电网的业务范围，输电到用户再经变电站（所）用降压变压器降压后向用户供电，图1所示为在野外常见的发电厂发出的电力经过变压器升压后向用户输电。

（三）企业供电及三相四线制、三相五线制电源的概念 1. 企业供电设计及三相四线制供电的概念及其实现图4 三相四线制电力经各个低压开关柜分配电力输送到用电场所 1-三相四线制低压配电柜 2-输出电缆地下通道盖板 3-输出电缆 地下通道 4-槽式电缆桥架 5-电缆 6-电缆桥架垂直上弯通123 45 6如图1所示为发电厂发出的电力经升压变压器升高电压后输送到用户区用的铁塔架和高电压线，高电压线路到达电力用户区要用降压变压器降压后再给电力用户供电。

今以某大型机械制造公司供电为例理实一体化论述变电、配电和输电过程及其有关概念。

图2所示为公司变电站中的一台降压变压器，1所示的高电压线路到达公司变电所后首先由图2所示的三根粗导线2组成的输入电缆7接入变压器输入端，降压变压器输出3、4、5、6这4根横截面为矩型的比较粗的铜导线，其中导线3与变压器外壳连接，并与大地相接称为保护接地，这根导线通常叫零线（也叫0线），用N 表示；另外3根矩型铜导线任意两根之间的交流电压为380V，各用A、B、C 表示通常叫火线但正规名称叫母线，也用L 1、L 2、L 3表示；A、B、C 中任意一根与0线N 之间的交流电压为220V，导线N、A、B、C 可以再经过图3所示的多个低压开关柜把三相四线制电力输送到相应生产车间、办公楼等用电场所，低压动力配电柜是连接电源与用电设备的中间装置，除了能分配电能外，还具有对用电设备进行控制、测量、指示及保护等功能，由低压配电柜再给车间设备或楼层输电。

图4为多个低压开关柜后面有输出电缆地下通道3，电缆经过地下通道3又经过电缆桥架4、电缆桥架垂直上弯通6把三相四线制电力输送到相应生产车间、办公楼等用电场所。

图5为经过图4电缆桥架垂直上弯通6的三相四线制电缆进入车间内桥架图，三相四线制电缆进入车间内的桥架1，再经过上边垂直三通2把电缆引入车间树直安装的槽式直通桥架3引到地面上，再接入图6所示机电设备动力配电柜。

可以根据不同场所实际需要只输送380V，或只输送220V，这就是三相四线制供电电路的图5 经过图4电缆桥架垂直上弯通6的三相四线制电缆进入车间桥架 1-车间空中水平安装的槽式直通桥架 2-上边垂直三通 3-车间树直安装的槽 式直通桥架 4-三相四线制电缆 5-建设车间施工的垂直支撑槽钢结构12345图7 三相五线制供电的概念及立式动力配电柜及其相关配电设备1-熔断器保护电流电压表 2-手拉式隔离开关 3-空气断路器 4-与动力配电 柜外壳和大地相连的地线 5-三相五线制电缆自地沟引到机电设备接线位置1 23 4 5 图6 三相五线制电力的概念及其相关设备动力柜1-立式低压配电柜 2-电压表 3-相电压测量转换开关 4-测量A、B、C 相两两之间的电流表 5-手拉式隔离开关 6-配电柜引出的电缆经地沟至机电设备 7-钢管，电缆穿过内孔到控制柜底下 8-配电柜外壳接线接到插入大地的角钢上 9-三相四线制电缆 1 2 4 5798 63概念及其实现。

注意，图3所示三相四线制各个低压开关柜对应的用电场所负载功率要大致相等，即要考虑三相配电平衡问题，如凡用到380V的用电场所，要适当分配A与B、B与C、C 与A都用到，并使其负载的功率大致相等，使得三相电用电安全可靠。

凡是用到220V的用电场所，要适当分配A与N、B与N、C与N都用到，并使其负载的功率大致相等，使得三相电用电安全可靠。

如办公大楼为6层，如果各层用电功率大致相等且都用220V交流电，则配电方案选A与 N分配给1、2层；B与N分配给3、4层；C与N分配给5、6层；即使得三相配电平衡，用电 安全可靠。

当这样配电不能使得三相配电平衡时，就不能按楼层配电，而要考虑按楼层上的设备配电，整个楼的某些设备按A与N配电，另一些设备按B与N配电，其他设备按C与N 配电，也力求达到三相配电平衡。

2. 立式低压动力配电柜供电的三相五线制电源的概念及其实现低压动力配电柜是按照机电设备的数量及接线要求将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中构成的低压配电装置，当车间内设备较多并且设备之间的距离不太大时，往往用图6所示的立式低压动力配电柜。

来自图4所示电缆桥架垂直上弯通6的三相四线制电缆引入到图5所示车间空中槽式直通桥架1中，三相四线制电缆经过上边垂直三通2、树直槽式直通桥架3进入车间地面的立式低压动力配电柜中。

如图6所示为车间地面立式低压动力配电柜等设备位置关系图，三相四线制电缆9穿过钢管7引入到低压动力配电柜1的底下，如图7所示，三相四线制电缆进入立式低压动力配电柜后变化如下：(1) 三相四线制电源线路的变化如图7所示三相四线制电缆进入立式低压动力配电柜后，经过手拉式隔离开关2作为总电源开关，把电源线分配给图8所示的6个塑料壳式空气断路器，每个断路器控制A、B、C、N四根导线，每个塑料壳式空气断路器控制一台机电设备，也可以根据设备数量需要设置几个塑料壳式空气断路器。

A B C N图8 塑料壳式空气断路器(2) 在立式电压动力配电柜外壳引出地线，形成三相五线制电源线路如图6所示，在立式电气控制柜的侧面外壳上拧紧一螺栓，把导线8的一端连接到控制柜外壳上，另一端连接到槽式直通桥架近处的一根不短于2.5米的50×50角钢的一端，在建设车间时就把该角钢垂直埋入地面以下，这样动力配电柜1的外壳就实实在在和大地联在一起了，并且如图7所示螺栓把导线4也经过控制柜外壳与大地联接在一起了，导线4就叫地线，用PE表示，机电设备的外壳都与PE相接，就把机电设备的外壳与大地联接在一起了，使机电设备外壳接地。

如果因导线老化等原因A、B、C与机电设备外壳相接，则外壳的电荷就经PE流入大地，不致对人体触电了。

PE N U V W PE N U V W PE N U V W图1-2-9 图1-2-7立式低压动力配电柜总电气原理示意图如图9所示的三相五线制电源，根据机电设备供电需要可以接PE、N、A、B、C五根导线；也可以接PE、A、B、C四根导线；也可以接PE、N、A（或B、C）三根导线形成220V交流电源，完全取决于机电设备需要。

其中PE接在机电设备外壳上，注意机电设备上往往有变压器、电机、驱动器等等独立的电器部件，这些部件上的接地线也与PE接在一起。

对安装在车间一层楼并且位置比较固定的机电设备，通常如图7所示把出自立式低压动力配电柜的导线穿过塑料管（或铁管、或电线蛇皮保护管）放入地面的沟槽中，如图15、图16所示PE、L1、L2、L3四根导线接到CK6140数控车床电气控制柜接线端子上，其中PE接在电气控制柜外壳。

3. 小型动力配电箱供电的三相五线制电源的概念及其实现当车间内机电设备之间距离较大，或机电设备在二楼及其以上的楼层时，往往用图10等形式的安装在墙壁或车间立柱上的小型动力配电箱，配电箱应安装在干燥、明亮、不易受震动、便于操作和维护的场所。