三相电的学习

一、初识三相电

  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。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给用电设备供电，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。

二、发电原理

交流发电机的原理是：  在发电机内部有一个由发动机带动的转子(旋转磁场)。磁场外有一个子绕组，绕组有 3 组线圈(三相绕组)，三相绕组彼此相隔 120°电角。当转子旋转时，旋转磁场使固定的定子绕组切割磁力线(或者说使电动势绕组中通过的磁通量发生变化)而产生电动线圈所能产生的电动势的大小，和线圈通量的强弱、磁极的旋转速度成正比。 把 3 组线圈以(120°)进行配置，就可以得到互差 120°的相同电压、相同频率的三相交流电。

三、负载接线方法

分为三角形接法(符号△)和星形接法(又称 Y 形接法，符号 Y)。

  1、将各负载的尾端与中性线 N 相接，各负载头端分别与相线相接就构成星形连接。在电工技术中，我们将负载接成单相 220V 电压的形式，比如 220V 的照明灯、单相电动机、单相电炉等。用电设备都以星形接法接入电路中，应考虑将设备均匀分布于三相电源的相线上，保持三相负载平衡分布。若不这样，断路器可能会跳闸断开，以示负载不平衡，初次操作的电工人员应注意这点。  2、所谓负载的三角形(△)连接，就是将三相负载中的相的头与另一相的尾相接。这种接法的负载，三个相电流，三个线电流均为数值相等、相位互差 120°的三相对称电流，并且线电流等于倍的相电流。

四、接线注意事项

  1、电表的负荷，可运用选配不同变比的电感线圈达到使用要求。比如规格为 3×1（2）A 的电表配电感线圈使用，选电感线圈变比为 1：50，则每相能承载的最大额定电流为 100A。

  2、根据规定，380V 的民用电源的中性线是不应在进户端接地的。如果在变压器端接地，这个接地是考虑到不能因悬浮电位导致高于电源电压的电位，用户端的接地与变压器端的接地在大地中存在一定电阻。供电方式是一根火线和一根零线即中性点引出线构成回路，在单相三芯的电源插孔中还接有一根接地线。

五、与单相电源区别

一、电压不同

1、单相电：220 伏电压。2、三相电：a.b.c 之间的 380v 的相间电压。

二、性质不同1、单相电：一根相线（俗称火线）和一根零线构成的电能输送形式，必要时会有第三根线（地线），用来防止触电。2、三相电：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。

六、线性分类

零线（N）  零线亦称“中性线”。三相电路中，零线是由星型连接的中性点引出的线路，零线上的电压为零；不对称三相电路中，由于接触电阻的存在，零线上的电压通常不为零。

地线（PE）  地线是用来将电流引入大地的导线;电气设备漏电或电压过高时，电流通过地线进入大地。

1.供电地线  从变压器中性点接地后引出主干线，根据标准每间隔 20~30m 重复接地，在电路中起安全保护作用。在漏电的情况下，用电者和地线形成了一个并联电路，由于地线的电阻比较小，电流会迅速流入大地，可使用电者避免因触电而导致伤残。

2.电路地线  在电路设计时，主要是防止干扰与提高无线电波的辐射效率。地线被广泛作为电位的参考点，为整个电路提供一个基准电位。此时，地线未必与真正的大地相连，而往往与输入电源线的一根相连(通常是零线)，其电位也与大地电位无关。

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，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。  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。

七、三相电转 220v 标准接法

  1、三相中任意一相与零线都可以分出来组成单相照明。 三相四线中三根相线(粗),一跟零线(细)!其中任两跟相线间是 380V,任何一跟相线和零线间是 220V,家中用的照明等民用电就是接一跟相线和零线!不用变压器直接接就行!

  2、电机 380V 转 220V 接法：380V 的电机必须是 Y 接法，改成 220V 后的电机是△接法。改接前后功率和电流都不变。

  3、380V 变 220V 变压器是为适应我国单相电网而产生的现代电气工业品，380V 变压器可以转换各种电压去迎合国外进口机械设备。特别适合进口设备使用（380V 进→220V 出、380V 进→任何电压输出、220V 进→任何电压输出）规格 1KVA～1000KVA 之间，SG、DG 系列干式隔离变压器广泛适用于交流 50～60HZ，输入、输出电压不超过 500V 的各种三相供电场合。广泛适用于交流 50、60HZ，输入、输出电压不超过 500V 的各种供电场合。

  产品的各种输入、输出，电压高低，联接组别，调节抽头位置，绕组容量分配，次级绕组配备，是否要求带外壳等，均根据用户的要求进行精心的设计与制造。

  定义: 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； 相与中性线之间称为 相电压，电压是 220V。

220 是目前我国居民最常用的标准电压的有效值（我们常用的各种家用用电器上所标注的电压值 220V 即为有效值）。

八、配置测量设备

  在线数一定（N）时，要求 N-1 个功率表测量整体电能质量，如功率。必须确保拥有足够数量的通道，且正确连接。

  现代多通道功率分析仪将使用相应的内置公式，直接计算整体电能质量，如瓦特、伏特、安培、伏安和功率因数。公式根据布线配置选择，因此设置布线对获得良好的总功率测量至关重要。拥有矢量功能的功率分析仪还将把相电压（或 Y 形）分量转换成线电压（或三角形）分量。只能使用因数√3,实现系统间转换，或对均衡线性系统上只有一个功率表的测量定标。

  了解布线配置、正确进行连接对功率测量至关重要。熟悉常用的布线系统，记住布朗德尔定理，将帮助你获得相应的连接以及可以依赖的结果。

九、三相交流电的相序

  所谓相序，是指三相交流电在某一确定时间内到达最大值时，相位排列的先后顺序。相序一般分为正相序、负相序和零相序。平时所说的正相序(即顺相序)为 U-V-W 或 V-W-U 或 W-U-V，也就是表示 U 相超前 V 相 120°，V 相超前 W 相 120°，W 相又超前 U 相 120°；反之称为负相序或逆相序，如 U-W-V。实际工作中，一台三相异步电动机按 U-V-W 正相序接入三相电源后，当调节电动机反转时，只要任意调换电动机三相电源的两个接线端即可，即无论接成 V-U-W 或 U-W-V 或 W-V-U，均可使电动机改接成反转。

  由于三相交流电在相位上彼此相差 120°，因此，无论是电流、电压，还是电动势，只要三相对称，则任一瞬间的矢量和都等于零。运行中的三相异步电动机，如果用钳形电流表分别测量 3 根导线的电流应相等，即 Iu=Iv=Iw；若同时测量 3 根导线的电流应等于零，即矢量和等于零，Iu+Iv+Iw=0。岩用钳形电流表同时测量三相异步电动机两根(U 相和 V 相)导线的电流应等于第三相(W 相)电流，即 Iu+Iv=-Iw。

三相交流电的相序在很多情况下是不允许出现负相序的，如自动投入电容器柜、三相不间断供电电源(UPS)等，因此在实际工作中需要特别注意。

十、什么是三相交流电源

  答：由三个频率相同，振幅相等，相位依次互差 120 度电角度的交流电势组成的电源称为三相交流电源。它是由三相交流发电机产生的。日常生活中所用的单相交流电，实际上是由三相交流电的一相提供的，由单相发电机发出的单相交流电源现在已经很少采用。

十一、它和单相交流电比有何优点?

  三相交流电较单相交流电有很多优点，它在发电、输配电以及电能转换成机械能等方面都有明显的优越性。例如：制造三相发电机、变压器都较制造容量相同的单相发电机、变压器节省材料，而且构造简单，性能优良，又如，由同样材料所制造的三相电机，其容量比单相电机大 50%，在输送同样功率的情况下，三相输电线较单相输电线可节省有色金属 25%，而且电能损耗较单相输电时少。由于三相交流电有上述优点所以获得了广泛的应用。

十二、三相交流电动势的解析式

eu=Emsinωt ev=Emsin（ωt-120°） ew=Emsin（ωt+120°）

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