深入講解三相交流電的相關知識

2020-12-05 工控窩

在日常的生活中,我們遇到最多的是單相交流電。但是在實際生產中,普遍使用的是三相交流電,它由三相發電機發出,並且由三相輸電系統輸送給用戶。用輸電線把三相交流電源和負載正確地連接起來就構成了三相交流電路。

為保證發電機的穩定運行,發電機至少需要三個繞組,理論上發電的相數可以更高,但三相最經濟,因此世界各國普遍使用三相發電、供電。目前,我國生產、配送的都是三相交流電。

是三個相位差互為120°的對稱正弦交流電的組合。它是由三相發電機三組對稱的繞組產生的,每一繞組連同其外部迴路稱一相,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。

三相交流電具有電能輸送方便、經濟,三相功率比單相功率的波動性小燈優點。因而得到廣泛的應用。三相交流電路一般是指電路中同時存在著三個最大值相等,頻率相同,相位彼此相差120°的正弦交流電動勢。每個電動勢組成的那部分電路叫做一「相」。

三相交流電動勢的解析式表示如下:

eu=Emsinωtev=Emsin(ωt-120°)ew=Emsin(ωt+120°)其波形圖和相量圖如上圖所示。

我們把幅值相等,頻率相同,相位彼此互差120°的三相正弦交流電動勢稱為對稱電動勢。

下面所說的三相電動勢如無特殊說明,均指對稱電動勢。

對稱電動勢的特點是三相電動勢瞬時值之和恆為零。

三相電線的顏色分別是:A相為黃色,B相為綠色,C相為紅色, 目前有以下幾種叫法:A,B,C;,L1,L2,L3,U,V,W,順序都是一樣。

星形接法

三相電機的星形接法是將各相電源或負載的一端都接在一點上,而它們的另一端作為引出線,分別為三相電的三條相線。對於星形接法,可以將中點(稱為中性點)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。當然,無論是否有中性線,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,當三相負載平衡時,即使連接中性線,其上也沒有電流流過。三相負載不平衡時,應當連接中性線,否則各相負載將分壓不等。

工業上用的三相交流電,有的直接來自三相交流發電機,但大多數還是來自三相變壓器,對於負載來說,它們都是三相交流電源,在低電壓供電時,多採用三相四線制。

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

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

我國低壓供電標準為50HZ、380/220V,而日本及西歐某些國家採用60HZ、110V的供電標準,在使用進口電器設備時要特別注意,電壓等級不符,會造成電器設備的損壞。

三角接法

三相電機的三角形接法是將各相電源或負載依次首尾相連,並將每個相連的點引出,作為三相電的三條相線。三角形接法沒有中性點,也不可引出中性線,因此只有三相三線制。添加地線後,成為三相四線制。

三相電線的顏色分別是:A相為黃色,B相為綠色,C相為紅色, 目前有以下幾種叫法:A,B,C;,L1,L2,L3,U,V,W,順序都是一樣。

三相電壓

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UA、UB、UC表示;相線間的電壓叫線電壓,其有效值用UAB、UBC、UCA表示。因為三相交流電源的三個線圈產生的交流電壓相位相差120°,三個線圈作星形連接時,線電壓等於相電壓的根號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的相電壓和線電壓。

我國日常電路中,相電壓是220V,線電壓是380V(380=根號3×220)。工程上,討論三相電源電壓大小時,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。

在實際應用中,常用U-V-W的次序表示三相電動勢的相序,所謂相序是指三相電動勢通過最大值和零值的先後順序,即U相比V相電動勢超前120°;V相比W相電動勢超前120°;W相比U相電動勢超前120°。

在三相繞組中,將哪一項定位U相是無關緊要的,但U相一旦設定,則V、W便按順序一同被設定。即比U相滯後120°的是V,相比V滯後120°的是W相,這個次序不能混淆。因此把U-V-W的相序稱為順相序。

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