單相電用來為民用和辦公電器供電,而三相交流(a.c.)系統則廣泛用於配電及直接為功率更高的設備提供電力。本文介紹了三相系統的基本原理以及可能的不同測量連接之間的差異。
三相系統
三相電由頻率相同、幅度類似的三個AC電壓組成。每個ac電壓"相位"與另一個ac電壓相隔120°(圖1)。這可以通過圖形方式,使用波形和矢量圖(圖2)進行表示。
圖1.三相電壓波形
圖2.三相電壓矢量
使用三相系統的原因有兩個:
1.可以使用三個矢量間隔的電壓,在馬達中產生旋轉磁場。從而可以在不需要額外繞組的情況下啟動馬達。
2.三相系統可以連接到負載上,要求的銅纜連接數量(傳輸損耗)是其它方式的一半。
我們看看三個單相系統,每個系統為一個負載提供100W的功率(圖3)。總負載是3x100W=300W。為提供電力,1安培電流流經6根線,因此有6個單位的損耗。也可以把三個電源連接到一個公共回程上,如圖4所示。當每個相位中的負載電流相同時,負載被認為是均衡的。在負載均衡、且三個電流相位彼此位移120°的情況下,任何時點上的電流之和都為零,回程線路中沒有電流。
圖3.三個單相電源-6個單位損耗
圖4.三相電源,均衡負載-3個單位損耗
在三相120°系統中,要求3根線傳送功率,而在其它方式下則要求6根線。要求的銅纜數量減少了一半,導線傳輸損耗也將減半。
Y形接法或星形接法
擁有公共連接的三相系統通常如圖5的示意圖所示,稱為"Y形或星形"接法。
公共點稱為中性點。為安全起見,這個點通常在電源上接地。在實踐中,負載並不是完美均衡的,要使用第四條"中性"線傳送得到的電流。如果本地法規和標準允許,中性導體可能會比三條主導體小得多。
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