三相交流電

為保證發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，發(fā)電機(jī)至少需要三個(gè)繞組，理論上發(fā)電的相數(shù)可以更高，但三相最經(jīng)濟(jì)，因此世界各國(guó)普遍使用三相發(fā)電、供電。

每根相線（火線）與中性線(零線)間的電壓叫相電壓，其有效值用U_A、U_B、U_C表示；相線間的電壓叫線電壓，其有效值用U_AB、U_BC、U_CA表示。因?yàn)槿嘟涣麟娫吹娜齻€(gè)線圈產(chǎn)生的交流電壓相位相差120°，三個(gè)線圈作星形連接時(shí)，線電壓等于相電壓的根號(hào)3倍。我們通常講的電壓是220伏，380伏，就是三相四線制供電時(shí)的相電壓和線電壓。

我國(guó)日常電路中，相電壓是220V，線電壓是380V（380=根號(hào)3×220）。工程上，討論三相電源電壓大小時(shí)，通常指的是電源的線電壓。如三相四線制電源電壓380V，指的是線電壓380V。

在日常生活中，我們接觸的負(fù)載，如電燈、電視機(jī)、電冰箱、電風(fēng)扇等家用電器及單相電動(dòng)機(jī)，它們工作時(shí)都是用兩根導(dǎo)線接到電路中，都屬于單相負(fù)載。在三相四線制供電時(shí)，多個(gè)單相負(fù)載應(yīng)盡量均衡地分別接到三相電路中去，而不應(yīng)把它們集中在三根電路中的一相電路里。如果三相電路中的每一根所接的負(fù)載的阻抗和性質(zhì)都相同，就說(shuō)三根電路中負(fù)載是對(duì)稱的。在負(fù)載對(duì)稱的條件下，因?yàn)楦飨嚯娏鏖g的相位彼此相差120°，所以，在每一時(shí)刻流過(guò)中線的電流之和為零，把中線去掉，用三相三線制供電是可以的。但實(shí)際上多個(gè)單相負(fù)載接到三相電路中構(gòu)成的三相負(fù)載不可能完全對(duì)稱。在這種情況下中線顯得特別重要，而不是可有可無(wú)。有了中線每一相負(fù)載兩端的電壓總等于電源的相電壓，不會(huì)因負(fù)載的不對(duì)稱和負(fù)載的變化而變化，就如同電源的每一相單獨(dú)對(duì)每一相的負(fù)載供電一樣，各負(fù)載都能正常工作。若是在負(fù)載不對(duì)稱的情況下又沒(méi)有中線，就形成不對(duì)稱負(fù)載的三相三線制供電。由于負(fù)載阻抗的不對(duì)稱，相電流也不對(duì)稱，負(fù)載相電壓也自然不能對(duì)稱。有的相電壓可能超過(guò)負(fù)載的額定電壓，負(fù)載可能被損壞（燈泡過(guò)亮燒毀）；有的相電壓可能低些，負(fù)載不能正常工作（燈泡暗淡無(wú)光）。隨著開(kāi)燈、關(guān)燈等原因引起各相負(fù)載阻抗的變化。相電流和相電壓都隨之而變化，燈光忽暗忽亮，其他用電器也不能正常工作，甚至被損壞?？梢?jiàn)，在三相四線制供電的線路中，中線起到保證負(fù)載相電壓對(duì)稱不變的作用，對(duì)于不對(duì)稱的三相負(fù)載，中線不能去掉，不能在中線上安裝保險(xiǎn)絲或開(kāi)關(guān)，而且要用機(jī)械強(qiáng)度較好的鋼線作中線。

相交流電依次達(dá)到正最大值（或相應(yīng)零值）的順序稱為相序（phase sequence），順時(shí)針按A-B-C的次序循環(huán)的相序稱為順序或正序，按A-C-B的次序循環(huán)的相序稱為逆序或負(fù)序，相序是由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向決定的，通常都采用順序。三相發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)發(fā)電時(shí)或用三相電驅(qū)動(dòng)三相交流電動(dòng)機(jī)時(shí)，必須考慮相序的問(wèn)題，否則會(huì)引起重大事故，為了防止接線錯(cuò)誤，低壓配電線路中規(guī)定用顏色區(qū)分各相，黃色表示A相，綠色表示B相，紅色表示C相。

工程上通用的相序是正序。

是三個(gè)相位差互為120°的對(duì)稱正弦交流電的組合。它是由三相發(fā)電機(jī)三組對(duì)稱的繞組產(chǎn)生的，每一繞組連同其外部回路稱一相，分別記以A、B、C。它們的組合稱三相制，常以三相三線制和三相四線制方式，即三角形接法和星形接法供電。

三相制的主要優(yōu)點(diǎn)是：在電力輸送上節(jié)省導(dǎo)線； 能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，且為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單使用方便的異步電動(dòng)機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用創(chuàng)造了條件。三相制不排除對(duì)單相負(fù)載的供電。因此三相交流電獲得了最廣泛的應(yīng)用。

三相電在電源端和負(fù)載端均有星形和三角形兩種接法。二種接法都會(huì)有三條三相的輸電線及三個(gè)電源（或負(fù)載），但電源（或負(fù)載）的連接方式不同。

日常用電系統(tǒng)中的三相四線制中電壓為380/220V，即線電壓為380V；相電壓則隨接線方式而異：若使用星形接法，相電壓為220v；三角形接法，相電壓則為380V。

三相交流電星形接法

三相電機(jī)的星形接法是將各相電源或負(fù)載的一端都接在一點(diǎn)上，而它們的另一端作為引出線，分別為三相電的三條相線。對(duì)于星形接法，可以將中點(diǎn)（稱為中性點(diǎn)）引出作為中性線，形成三相四線制。也可不引出，形成三相三線制。當(dāng)然，無(wú)論是否有中性線，都可以添加地線，分別成為三相五線制或三相四線制。

星形接法的三相電，當(dāng)三相負(fù)載平衡時(shí)，即使連接中性線，其上也沒(méi)有電流流過(guò)。三相負(fù)載不平衡時(shí)，應(yīng)當(dāng)連接中性線，否則各相負(fù)載將分壓不等。

工業(yè)上用的三相交流電，有的直接來(lái)自三相交流發(fā)電機(jī)，但大多數(shù)還是來(lái)自三相變壓器，對(duì)于負(fù)載來(lái)說(shuō)，它們都是三相交流電源，在低電壓供電時(shí)，多采用三相四線制。

在三相四線制供電時(shí)，三相交流電源的三個(gè)線圈采用星形（Y形）接法，即把三個(gè)線圈的末端X、Y、Z連接在一起，成為三個(gè)線圈的公用點(diǎn)，通常稱它為中點(diǎn)或零點(diǎn)，并用字母O表示。

供電時(shí)，引出四根線：從中點(diǎn)O引出的導(dǎo)線稱為中線(中性線),居民供電中稱為零線；從三個(gè)線圈的首端引出的三根導(dǎo)線稱為A線、B線、C線，統(tǒng)稱為相線或火線。在星形接線中，如果中點(diǎn)與大地相連，中線也稱為地線,也叫重復(fù)接地。我們常見(jiàn)的三相四線制供電設(shè)備中引出的四根線，就是三根火線一根地線。

我國(guó)低壓供電標(biāo)準(zhǔn)為50HZ、380/220V，而日本及西歐某些國(guó)家采用60HZ、110V的供電標(biāo)準(zhǔn)，在使用進(jìn)口電器設(shè)備時(shí)要特別注意，電壓等級(jí)不符，會(huì)造成電器設(shè)備的損壞。

三相交流電三角接法

三相電機(jī)的三角形接法是將各相電源或負(fù)載依次首尾相連，并將每個(gè)相連的點(diǎn)引出，作為三相電的三條相線。三角形接法沒(méi)有中性點(diǎn)，也不可引出中性線，因此只有三相三線制。添加地線后，成為三相四線制。

三相電的系統(tǒng)，有二種不同的方式描述電壓及電流，一種是由輸電線的觀點(diǎn)，另一種則是由電源或負(fù)載的觀點(diǎn)。

三相電的輸電線為三條相線，線上流過(guò)的電流稱為線電流，而二條相線之間的電壓則為線電壓。

若考慮三相電源或負(fù)載，流過(guò)任何一相電源或負(fù)載的電流稱為相電流，任一相電源或負(fù)載二端的電壓則為相電壓。

二種電壓及電流的數(shù)學(xué)關(guān)系，則依其使用三角形或星形接法而有所不同，若三相的電源或負(fù)載平衡時(shí)：

星形接法的三相電，線電壓是相電壓的根號(hào)3倍，而線電流等于相電流。

三角形接法的三相電，線電壓等于相電壓，而線電流等于相電流的根號(hào)3倍。

中國(guó)民用供電使用三相電作為樓層或小區(qū)進(jìn)線，多用星形接法，其相電壓為220V，而線電壓為381V(近似值)，需要中性線，一般也都有地線，即為三相五線制。而進(jìn)戶線為單相線，即三相中的一相，對(duì)地或?qū)χ行跃€電壓均為220V。一些大功率空調(diào)等家用電器也使用三相四線制接法，此時(shí)進(jìn)戶線必須是三相線。

工業(yè)用電多使用6kV以上高壓三相電進(jìn)入廠區(qū)，經(jīng)總降壓變電所、總配電所或車間變電所變壓成為較低電壓后以三相或單相的形式深入各個(gè)車間供電。

三相交流電較單相交流電有很多優(yōu)點(diǎn)，它在發(fā)電、輸配電以及電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能等方面都有明顯的優(yōu)越性。例如：制造三相發(fā)電機(jī)、變壓器都較制造容量相同的單相發(fā)電機(jī)、變壓器節(jié)省材料，而且構(gòu)造簡(jiǎn)單，性能優(yōu)良，又如，由同樣材料所制造的三相電機(jī)，其容量比單相電機(jī)大50%，在輸送同樣功率的情況下，三相輸電線較單相輸電線可節(jié)省有色金屬25%，而且電能損耗較單相輸電時(shí)少。由于三相交流電有上述優(yōu)點(diǎn)，所以獲得了廣泛的應(yīng)用。