我们所用的电有两种类型(交流电和直流电)

交流电和直流电

我们所用的电有两种类型,即交流电和直流电。

一、下面用通俗性语言来讲述一下。

1、从字面上理解其方向:

交流: 想一想我们人是怎么交流的呢？一个人说话,众人听那不叫交流,那是演讲,两人或两人以上相互间有问有答,有来有往才叫作交流。交流电就是如此,流出去再流回来有来有往,所以交流电有两个方向,且没有正负之分(其实是无法分辩,也只能在瞬时说出其极性来)

直流: 一直,径直的流,永不回头。直流电只从正极流向负极,所以直流电只有一个方向。

2、从比喻中理解其幅度

初学电子知识,会感到电过于抽象,所以我们可以把电与熟知的东西进行比喻,因为电流与水流极其相似,因此我们可以把“电”当做“水”,“电路”就等于“水路”。当然我们也可以用其它东西来比喻。(详见下文)

回想一下渠水在流动的时候,我们站在渠的某处,水流过这里时水量的多少是不是随时间不断变化呀？一会儿多,一会儿少,其实电在流动过程中也是这样。交流电的大小(幅度)在不断的变化,而直流电(比如干电池)的大小基本不变。

电子技术专业里一般把幅度变化的电称为交流电,我们常提到的信号(比如声音信号、图像信号、温度信号等等)就是交流电,。而把幅度和方向不变化的电称为直流电,它的用途是为电路提供能源(即供电)。

3、从思考中理解交流电的频率

既然交流电方向在不断的变化(流出去又流回来),那么你知道它一秒钟要流回来几次呢？每秒(单位时间)多少次就是频率(天下人都知道),电学中用Hz(赫兹)来表示,比如我国照明用电规定为50Hz,它的意思是导线中的交流电每秒要

流出再流回50次。

4、从故事中理解交流电的相位

张三和李四都是发电厂的职工,某天张三于7:40:35启动A发电机开始发电,而李四于7:40:36启动B发电机开始发电,这两组发电机都是220V交流发电机,且频率均为50Hz,请你思考一下,如果我们在7:41:00时分别测两组发电机的电

压,大小一样吗？哪个大哪个小。

说明:我国发电厂输出的交流电变化规律如下,前0.005s之间电压从0V开始升高到220V,第二个0.005s又从220V降为0V,且这段时间(0.01s)电流向外流出,第三个0.005s仍然是从0V开始升高到220V,第四个0.005s又从220V降为0V,不过在这段时间(0.01s)内电流是流回,电学中把这流回的电记为负值,下一个

0.005又向外流出……如此循环往复,这种规律在数学上称作正弦,所以这种交

流电也就美名其曰:正弦交流电)

根据正弦规律和A、B发电机发电时间先后,我们不难推算出,B发电机在7:41:00时与A发电机输出电压不相等。

以上故事表明,两根导线中交流电既使都是由220V、50Hz的发电机供电,因发电时间不同,或其它原因造成某根导线输电时间“提前”或“延误”,都会使输出电压或电流不相等。电学中把这种输电时间“提前”或“延误”称为相位的超前或相位的滞后。

总结一下:

○1交流电有两个方向,流出去再流回来,大小在不断变化(照明电变化规律

为正弦)用频率可以表示交流电方向改变的快慢,用相位可以表示交流电输电起

始时间。所以电学中把幅度、频率、相位称做交流电三要素,说的真好,只有三个都说上了,才能说清一个交流电的特征。

○2直流电只有一个方向,即:电流只能从正极流向负极。它的大小是稳定的。因为大小方向不变化也就没有频率和相位之说了。看来直流电比较简单哟,呵呵。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

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，是当三相火线电压出现不平衡时，使之平衡；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。而三相系统中，三相平衡时，中性线（零线）是无

电流的，故称三相四线制：A相用黄色，B相用绿色，C相用红色，N线用蓝色或者黑色，PE线用黄绿双色。PE线在供电变压器侧和N线接到一起，但进入用户侧后绝不能当作零线使用，否则，发生混乱后就与三相四线制无异了。但是，由于这种混乱容易让人丧失警惕，可能在实际中更加容易发生触电事故。

二、三相五线制

五线制包括三相电的三个相线（A、B、C线）、中性线（N线）；以及地线（PE 线）。在三相四线制供电中由于三相负载不平衡时和低压电网的零线过长且阻抗过大时,零线将有零序电流通过,过长的低压电网,由于环境恶化,导线老化,受潮等因素,导线的漏电电流通过零线形成闭合回路,致使零线也带一定的电位,这对安全运行十分不利.在零干线断线的特殊情况下,断线以后的单相设备和所有保护接零的设备产生危险的电压,这是不允许的.如采用三相五线制供电方式,用电设备上所连接的工作零线 N 和保护零线 PE 是分别敷设的,工作零线上的电位不能传递到用电设备的外壳上, 这样就能有效隔离了三相四线制供电方式所造成的危险电压,使用电设备外壳上电位始终处在"地"电位,从而消除了设备产生危险电压的隐患

三相五线制分为TT接地方式和TN接地方式，其中TN又具体分为TN-S，TN-C，TN-C-S三种方式。

TT：第一个字母T表示电源中性点接地，第二个T是设备金属外壳接地，这种方法高压系统普遍采用，低压系统中有大容量用电器时不宜采用。

TN-S：字母S代表N与PE分开，设备金属外壳与PE相连，设备中性点与N 相连。其优点是PE中没有电流，故设备金属外壳对地电位为零。主要用于数据处理，精密检测，高层建筑的供电系统。

TN-C：字母C表示N与PE合并成为PEN，实际上是四线制供电方式。设备中性点和金属外壳都和N相连。由于N正常时流通三相不平衡电流和谐波电流，故设备金属外壳正常对地有一定电压，通常用于一般供电场所。

TN-C-S：一部分N与PE分开，是四线半制供电方式。应用于环境较差的场所。当N和PE分开后不允许再合并。进户线一般采用单相二线制，即三个相线中的任意一相和中性线（作零线）。如遇大功率用电器，需自行设置接地线，即单相火线，零线，地线。

三、三相不平衡负荷的危害

(1) 三相负荷不平衡影响设备的运行出力。发电机设备容量设计是按三相负荷平衡条件来确定的。如果三相负荷不平衡,设备容量只能以三相负荷中最大的一相为限,因此设备出力降低。

(2) 三相负荷不平衡,中性线就有电流流过,低压供电线路损耗增大。

(3) 三相负荷不平衡,造成三相电压不对称,使中性点电位产生位移。三相中哪相负荷大哪相电压就降低,而负荷小的相电压就升高。

(4) 中性线电流过大,使配电变压器运行温度升高,严重时会将变压器烧坏。当中性线电流过大时,零序电流所产生的零序磁通会在油箱壁及钢结构中通过,引起较大的损耗,从而使配电变压器运行温度升高。绝缘油和绝缘材料长期受到高温影响,变压器寿命会缩短,严重的甚至烧坏。

(5) 三相负荷不平衡造成三相不平衡,影响电动机的输出功率,并使绕组温度升高。

(6) 三相负荷不平衡,使有的相电压高,另外的相电压降低,这对照明中大量使用的白炽灯也会产生不良影响。当端电压降低5 %时,其光通量将减少18 % ,照明度降低;而端电压升高5 % ,灯泡的寿命将减少一半,灯泡消耗量将剧增。

(7) 中性线电流过大,导线可能会烧断。中性线导线截面一般应是相线截面的50 %,但在选择时,有的往往偏小;由于接头质量不好,会使电阻增大。因此,常发生中性线接头过热、烧断故障。