三相電

三相電

三相交流電電能的一種輸送形式,簡稱為三相電。三相交流電源,是由三個頻率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流電勢組成的電源。

三相交流電的用途很多,工業中大部分的交流用電設備,例如電動機,都採用三相交流電,也就是經常提到的三相四線制。而在日常生活中,多使用單相電源,也稱為照明電。當採用照明電供電時,使用三相電其中的一相對用電設備供電,例如家用電器,而另外一根線是三相四線之中的第四根線,也就是其中的零線,該零線從三相電的中性點引出。

基本介紹

表達式,特徵,原理,概念,零線(N),地線(PE),三相四線制,三相五線制,區別,接法,注意事項,安全知識,

表達式

以下是一個理想的三相交流電壓的數學式:
V1 = Vsin(2πft)=Vsin(ωt)
V2 = Vsin(2πft - 2π/3)=Vsin(ωt-2π/3)
V3 = Vsin(2πft + 2π/3)=Vsin(ωt+2π/3)
其中V是電壓的峰值,f則是交流電壓的頻率,。

特徵

相與相之間的電壓稱為線電壓,任兩相之間的電壓都是380V。相與中性點之間的電壓稱為相電壓,任一相對中性點的電壓都是220V。(三相交流電因用途不同還有660V和6000V供電等)。
能產生幅值相等、頻率相等、相位互差120°電勢的發電機稱為三相發電機。以三相發電機作為電源,稱為三相電源;以三相電源供電的電路,稱為三相電路。
三相電的顏色 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或L1,L2,L3或U,V,W,順序都是一樣的。
三相電電器的總功率等於每相電壓乘以每相電流再乘以3,即總功率= 電流×電壓(220V)×3(p=I×U×3)
三相電電錶有機械錶、普通電子表、磁卡電子表三種,一般規格為: 1.5(6)、5(20)、10(40)、15(60)、20(80)、 30(100) (電壓3×380/220V~)。

原理

三相電

概念

三相電”的概念是 :線圈在磁場中旋轉時,導線切割磁力線會產生感應電動勢,它的變化規律可用正弦曲線表示。如果我們取三個線圈,將它們在空間位置上互相差120度角,三個線圈仍舊在磁場中以相同速度旋轉,線圈中會感應出三個頻率相同的感應電動勢。由於三個線圈在空間位置互相差120度角,故產生的電流亦是三相正弦變化,稱為三相正弦交流電。

零線(N)

一般定義:公差與配合中確定偏差的一條基準直線。
零線是變壓器(為何不直接從發電機引出?)二次側中性點引出的線路,與相線構成迴路對用電設備進行供電,通常情況下,零線在變壓器二次側中性點處與地線重複接地,起到雙重保護作用。零線主要套用於工作迴路。

地線(PE)

利用大地的絕對“0”電壓,當設備外殼發生漏電,電流會迅速流入大地,即使發生PE線有開路的情況,也會從附近的接地體流入大地。不用於工作迴路,只作為保護線。
工作方式
單相制
零線與中性點聯接,和任意一條火線連線,用以提供單相電源的電流。
兩相制
兩相電只在單相電動機中存在,它是由單相在兩個繞組中分裂而成,例如,一個繞組不串電容器,另一個繞組串電容器,兩個繞組的電流的相位就相差約90°,就會產生旋轉磁場,使電動機工作。供給電動機的還是同一單相電,僅一根火線,並無兩根火線。

三相四線制

在低壓配電網中,輸電線路一般採用三相四線制,其中三條線路分別代表A,B,C三相,不分裂,另一條是中性線N(區別於零線,在進入用戶的單相輸電線路中,有兩條線,一條我們稱為火線,另一條我們稱為零線,零線正常情況下要通過電流以構成單相線路中電流的迴路,而三相系統中,三相自成迴路,正常情況下中性線是無電流的),故稱三相四線制;在380V低壓配電網中為了從380V相間電壓中獲得220V線。
三相四線制的供電系統中,如果零線接地不好或者接地端斷了,其後果是在三相負載不平衡時使零線的電位不等於0,也就是說中性點發生偏移。具體零線電位多少與三相負載不平衡度有關,越不平衡,中性點偏移就越大,零線的電位就越高。零線電位偏移後三相的相電壓一般就不是220V了。有的相可能超過220V,有的相則可能低於220V。 當中性點偏移量太大,三相的相電壓增加的相就可能使其用電電器燒毀,三相的相電壓減少的相就可能使其用電電器不能工作。零線的電位升高后,達到一定的值時觸地線將會造成觸電事故危險。
間電壓而設N線,有的場合也可以用來進行零序電流檢測,以便進行三相供電平衡的監控。

三相五線制

三相五線制是指A、B、C、N和PE線,其中,PE線是保護地線,也叫安全線,是專門用於接到諸如設備外殼等保證用電安全之用的。PE線在供電變壓器側和N線接到一起,但進入用戶側後絕不能當作零線使用,否則,發生混亂後就與三相四線制無異了。但是,由於這種混亂容易讓人喪失警惕,可能在實際中更加容易發生觸電事故。

區別

三相電源與單相電源的區別:單相是220V,是相線對零線間的電壓。三相的是A.B.C之間380V的相間電壓,用電器是三相電380V的電機或設備。發電機發出的電源都是三相的,三相電源的每一相與其中性點都可以構成一個單相迴路為用戶提供電力能源。注意在這裡交流迴路中不能稱做正極或負極,應該叫相線(民用電中稱火線)和中性線(民用電中稱零線)。

接法

分為三角形接法(符號△)和星形接法(又稱Y形接法,符號Y)。
三角形接法的負載引線為三條火線和一條地線,三條火線之間的電壓為380V,任一火線對地線的電壓為220V;
Y形接法的負載引線為三條火線、一條零線和一條地線,三條火線之間的電壓為380V,任一火線對零線或對地線的電壓為220V。Y型接法的示例如圖,六個燈泡全打開,三相平衡時,零線的電流為零,不平衡時,零線維持0電勢,上面會有電流。

注意事項

電錶的負荷,可通過選配不同變比的電感線圈以達到使用要求。如:規格為3x1(2)A的電錶配電感線圈使用,選電感線圈變比為1:50,則每相可承載的最大額定電流為100A。

安全知識

我國低壓供電線路的三相電線電壓為380V,而相電壓對地(中性線,也稱零線)為220V。
使用相電壓供電時,如果缺零線,可以將設備的接地線作為零線使用,但要保證接地良好(一般工廠除三相四線制供電外,設備都設有接地線)。不論N線還是PE線,在用戶側都要採用重複接地,以提高可靠性。但是,重複接地只是重複接地,它只能在接地點或靠近接地的位置接到一起,但絕不表明可以在任意位置特別是戶內可以接到一起。
國居民低壓供電為3相5線制,5線命名:A:A相,火線(對地電位220V)
B:B相,火線(對地電位220V)C:C相,火線(對地電位220V)N:中性線,零線(對地電位基本為0V)PE:接地線,地線(對地電位0V)
以上線路,A、B、C之間任意2根間的電壓為交流380V,即A-B、B-C、C-A之間均為380V;以上線路,A、B、C之中任意1根與N之間的電壓為220V,即A-N、B-N、C-N之間均為220V。由此可以分析:
1、當A、B、C之間任意2根接觸,即發生“相間短路”(380V短路),“放炮”;
2、當A、B、C中任1根與N接觸,即發生“相-零短路”(220V短路),“放炮”;
3、當A、B、C中任1根與PE接觸,即發生“相-地短路”(220V短路),“放炮”;
4、當N、PE相接觸,雖基本上沒有多少電壓(3相平衡時,N為0電位),但上級漏電保護斷路器會“脫扣”;
5、當不同分迴路的N接觸,結果與4類似;6、當不同分迴路的PE接觸,哈哈,它們本來就是接在一起的“一家人”,不會有事,但為不造成“混亂”,還是不要太“親密”;

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