2021-11-21 17:19:44

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电磁学
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三相交流电是电能的一种输送形式,简称为三相电。三相交流电源,是由三个频率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流电势组成的电源。

三相交流电的用途很多,工业中大部分的交流用电设备,例如电动机,都采用三相交流电,也就是经常提到的三相四线制。而在日常生活中,多使用单相电源,也称为照明电。当采用照明电供电时,使用三相电其中的一相对用电设备供电,例如家用电器,而另外一根线是三相四线之中的第四根线,也就是其中的零线,该零线从三相电的中性点引出。

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基本信息

  • 提出时间

    1885年

  • 应用学科

    电学

  • 适用领域范围

    高级电工

折叠 编辑本段 简介

我国发电厂电力网生产、输送和分配的交流电都是三相交流电。这是因为三相交流电具有许多优点。在发电设备方面,三相交流发电机比同样尺寸的单相交流发电机输出功率大;在输电方面,三相供电制也较单相供电制节省材料;从用电方面,生产中广泛使用的三相交流电动机与直流电动机及其他类型的交流电动机相比,有性能优良、结构简单、价格低廉等优点。

折叠 编辑本段 表达式

以下是一个理想的三相交流电压的数学式:

V1 = Asin(2πft)=Asin(wt)

V2 = Asin(2πft - 2π/3)=Asin(wt-2π/3)

V3 = Asin(2πft + 2π/3)=Asin(wt+2π/3)

其中A是电压的峰值,f则是交流电压的频率,。

折叠 编辑本段 特征

相与相之间的电压称为线电压,任两相之间的电压都是380V。

相与中性点之间的电压称为相电压,任一相对中性点的电压都是220V。

(三相交流电因用途不同还有660V和6000V供电等)。

能产生幅值相等、频率相等、相位互差120°电势的发电机称为三相发电机。

以三相发电机作为电源,称为三相电源;以三相电源供电的电路,称为三相电路。

三相电的颜色 A相为黄色,B相为绿色,C相为红色, 目前有以下几种叫法:A,B,C或L1,L2,L3或U,V,W,顺序都是一样的。

三相电电器的总功率等于每相电压乘以每相电流再乘以根号3,即总功率= 电流×电压(220V)×√3(p=I×U×√3)

三相电电表有机械表、普通电子表、磁卡电子表三种,一般规格为: 1.5(6)、5(20)、10(40)、15(60)、20(80)、 30(100) (电压3×380/220V~)。

折叠 编辑本段 原理

折叠 概念

"三相电"的概念是 :线圈在磁场中旋转时,导线切割磁力线会产生感应电动势,它的变化规律可用正弦曲线表示。如果我们取三个线圈,将它们在空间位置上互相差120度角,三个线圈仍旧在磁场中以相同速度旋转,线圈中会感应出三个频率相同的感应电动势。由于三个线圈在空间位置互相差120度角,故产生的电流亦是三相正弦变化,称为三相正弦交流电。

折叠 零线(N)

一般定义:公差与配合中确定偏差的一条基准直线。

零线是变压器(为何不直接从发电机引出?)二次侧中性点引出的线路,与相线构成回路对用电设备进行供电,通常情况下,零线在变压器二次侧中性点处与地线重复接地,起到双重保护作用。零线主要应用于工作回路。

地线(PE)

利用大地的绝对"0"电压,当设备外壳发生漏电,电流会迅速流入大地,即使发生PE线有开路的情况,也会从附近的接地体流入大地。2不用于工作回路,只作为保护线。

工作方式

单相制

零线与中性点联接,和任意一条火线连接,用以提供单相电源的电流。

两相制

两相电只在单相电动机中存在,它是由单相在两个绕组中分裂而成,例如,一个绕组不串电容器,另一个绕组串电容器,两个绕组的电流的相位就相差约90°,就会产生旋转磁场,使电动机工作。供给电动机的还是同一单相电,仅一根火线,并无两根火线。

折叠 三相四线制

在低压配电网中,输电线路一般采用三相四线制,其中三条线路分别代表A,B,C三相,不分裂,另一条是中性线N(区别于零线,在进入用户的单相输电线路中,有两条线,一条我们称为火线,另一条我们称为零线,零线正常情况下要通过电流以构成单相线路中电流的回路,而三相系统中,三相自成回路,正常情况下中性线是无电流的),故称三相四线制;在380V低压配电网中为了从380V相间电压中获得220V线。

三相四线制的供电系统中,如果零线接地不好或者接地端断了,其后果是在三相负载不平衡时使零线的电位不等于0,也就是说中性点发生偏移。具体零线电位多少与三相负载不平衡度有关,越不平衡,中性点偏移就越大,零线的电位就越高。零线电位偏移后三相的相电压一般就不是220V了。有的相可能超过220V,有的相则可能低于220V。 当中性点偏移量太大,三相的相电压增加的相就可能使其用电电器烧毁,三相的相电压减少的相就可能使其用电电器不能工作。零线的电位升高后,达到一定的值时触地线将会造成触电事故危险。

间电压而设N线,有的场合也可以用来进行零序电流检测,以便进行三相供电平衡的监控。

三相五线制

三相五线制是指A、B、C、N和PE线,其中,PE线是保护地线,也叫安全线,是专门用于接到诸如设备外壳等保证用电安全之用的。PE线在供电变压器侧和N线接到一起,但进入用户侧后绝不能当作零线使用,否则,发生混乱后就与三相四线制无异了。但是,由于这种混乱容易让人丧失警惕,可能在实际中更加容易发生触电事故。

折叠 编辑本段 区别

三相电源与单相电源的区别:单相是220V,是相线对零线间的电压。三相的是A.B.C之间380V的相间电压,用电器是三相电380V的电机或设备。发电机发出的电源都是三相的,三相电源的每一相与其中性点都可以构成一个单相回路为用户提供电力能源。注意在这里交流回路中不能称做正极或负极,应该叫相线(民用电中称火线)和中性线(民用电中称零线)。

折叠 编辑本段 接法

分为三角形接法(符号△)和星形接法(又称Y形接法,符号Y)。

三角形接法的负载引线为三条火线和一条地线,三条火线之间的电压为380V,任一火线对地线的电压为220V;

Y形接法的负载引线为三条火线、一条零线和一条地线,三条火线之间的电压为380V,任一火线对零线或对地线的电压为220V。Y型接法的示例如图,六个灯泡全打开,三相平衡时,零线的电流为零,不平衡时,零线维持0电势,上面会有电流。

折叠 编辑本段 注意事项

电表的负荷,可通过选配不同变比的电感线圈以达到使用要求。如:规格为3x1(2)A的电表配电感线圈使用,选电感线圈变比为1:50,则每相可承载的最大额定电流为100A。

折叠 编辑本段 安全知识

我国低压供电线路的三相电线电压为380V,而相电压对地(中性线,也称零线)为220V。

使用相电压供电时,如果缺零线,可以将设备的接地线作为零线使用,但要保证接地良好(一般工厂除三相四线制供电外,设备都设有接地线)。不论N线还是PE线,在用户侧都要采用重复接地,以提高可靠性。但是,重复接地只是重复接地,它只能在接地点或靠近接地的位置接到一起,但绝不表明可以在任意位置特别是户内可以接到一起。

国居民低压供电为3相5线制,5线命名:A:A相,火线(对地电位380V)

B:B相,火线(对地电位380V)C:C相,火线(对地电位380V)N:中性线,零线(对地电位基本为0V)PE:接地线,地线(对地电位0V)

以上线路,A、B、C之间任意2根间的电压为交流380V,即A-B、B-C、C-A之间均为380V;以上线路,A、B、C之中任意1根与N之间的电压为220V,即A-N、B-N、C-N之间均为220V。由此可以分析:

1、当A、B、C之间任意2根接触,即发生"相间短路"(380V短路),"放炮";

2、当A、B、C中任1根与N接触,即发生"相-零短路"(220V短路),"放炮";

3、当A、B、C中任1根与PE接触,即发生"相-地短路"(220V短路),"放炮";

4、当N、PE相接触,虽基本上没有多少电压(3相平衡时,N为0电位),但上级漏电保护断路器会"脱扣";

5、当不同分回路的N接触,结果与4类似;6、当不同分回路的PE接触,哈哈,它们本来就是接在一起的"一家人",不会有事,但为不造成"混乱",还是不要太"亲密";

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