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三相交流电

发布时间:2013-05-19

三相交流电,相信大家一定不会陌生了。不知道大家是否对三相四线制电压有了解呢?什么是三相交流电的特点呢?以下,小编将与大家分享三相交流电的相关方面知识。

三相交流电
自从19世纪末世界上首次出现三相制以来,它几乎占据了电力系统的全部领域。

目前世界上电力系统所采用的供电方式,绝大多数是属于三相制电路。

三相交流电比单相交流电有很多优越性,在用电方面,三相电动机比单相电动机结构简单,价格便宜,性能好;在送电方面,采用三相制,在相同条件下比单相输电节约输电线用铜量。

实际上单相电源就是取三相电源的一相,因此,三相交流电得到了广泛的应用。

三相交流电
三相交流电示意图


交流电机中,在铁芯上固定着三个相同的线圈AX、BY、CZ,始端是A、B、C,末端是X、 Y、Z。三个线圈的平面互成120度角。

匀速地转动铁芯,三个线圈就在磁场里匀速转动。三个线圈是相同的,它们发出的三个电动势,最大值和频率都相同。

使一个线圈在磁场里转动,电路里只产生一个交变电动势,这时发出的交流电叫做单相交流电。

如果在磁场里有三个互成角度的线圈同时转动,电路里就发生三个交变电动势,这时发出的交流电叫做三相交流电。

这三个电动势的最大值和频率虽然相同,但是它们的相位并不相同。

由于三个线圈平面互成120度角,所以三个电动势的相位互差120度。

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。

三相四线制电压

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(A、B、C为下标);火线间的电压叫线电压,其有效值用UAB、UBC、UCA表示(A、B、C为下标),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。

我国日常电路中,相电压是220V,线电压是380V(380=根号3倍×220)。

工程上,讨论三相电源电压大小时,通常指的是电源的线电压。如三相四线制电源电压380V,指的是线电压380V。

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)。

有些情况随着开灯、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。

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),顺时针按A-B-C的次序循环的相序称为顺序或正序,按A-C-B

的次序循环的相序称为逆序或负序,相序是由发电机转子的旋转方向决定的,通常都采用顺序。三相发电机在并网发电时或用三相电驱动三相

交流电动机时,必须考虑相序的问题,否则会引起重大事故,为了防止接线错误,低压配电线路中规定用颜色区分各相,黄色表示A相,绿色表示B相,红色表示C相。

三相交流电

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。

我国低压供电标准为50HZ、380/220V,而日本及西欧某些国家采用60HZ、110V的供电标准,在使用进口电器设备时要特别注意,电压等级不符,会造成电器设备的损坏。

三相交流电有点:

三相交流电较单相交流电有很多优点,它在发电、输配电以及电能转换为机械能方面都有明显的优越性。

例如:制造三相发电机、变压器都较制造单相发电机、变压器省材料,而且构造简单、性能优良。

又如,用同样材料所制造的三相电机,其容量比单相电机大50%;在输送同样功率的情况下,三相输电线较单相输电线,可节省有色金属25%,而且电能损耗较单相输电时少。由于三相交流电具有上述优点,所以获得了广泛应用。

综上所述,本文已为讲解
三相交流电、三相四线制电压等等,相信大家对三相交流电的认识越来越深入,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。

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