三相电流

物理学术语

三相电流是通过三根导线,每根导线作为其他两根的回路,其三个分量的相位差依次为一个周期的三分之一或120°相位角的电流。

基本概念

连接法

有星形和三角形两种接法

它们之间各相电压超前或滞后的次序称为相序。三相电动机在正序电压供电时正转，改为负序电压供电时则反转。因此，使用三相电源时必须注意其相序。一些需要正反转的生产设备可通过改变供电相序来控制三相电动机的正反转。

三相电源连接方式常用的有星形连接(即Y形)和三角形连接(即△形)。从电源的3个始端引出的三条线称为端线（俗称火线）。任意两根端线之间的电压称为线电压。星形连接时线电压为相电压的1.732倍；3个线电压间的相位差仍为120°，它们比3个相电压各超前30°。星形连接有一个公共点，称为中性点。三角形连接时线电压与相电压相等，且3个电源形成一个回路，只有三相电源对称且连接正确时，电源内部才没有环流。

三相负载

按三相阻抗是否相等分为对称三相负载和不对称三相负载。三相电动机、三相电炉等属前者；一些由单相电工设备接成的三相负载(如生活用电及照明用电负载)，通常是取一条端线和由中性点引出的中线(俗称地线)供给一相用户，取另一端线和中线给另一相用户。这类接法三条端线上负载不可能完全相等，属不对称三相负载。三相负载的连接方式也有星形与三角形之分。

功率计算

三相电路的瞬时功率(见交流电路中的功率)等于各相瞬时功率之和。即

P=PA+PB+PC

式中下标分别表示各相。对于对称电路，

此时UA=UB=UC=UP，式中UP、IP、U、I分别是相电压、相电流、线电压和线电流的有效值。对称三相电路的平均功率与其瞬时功率相等。其无功功率为UIsin，视在功率为。对称三相电路的瞬时功率为常量，因此，正常运行时带动三相发电机的原动机所受的反力矩和三相电动机的输出转矩都是平稳的。

三相电流的优点及应用

电能输送节省材料

当输送功率相等，电压相同，输送距离一样，线路耗损也相等时，用三相制输送电能相比单相制来说可大大节省输电线路有色金属的消耗量，即输电成本很低。

原因分析：由于三相四线制电路的回路零线电流是三相电流的矢量和，也就是说当负载相等时，三相电流相等，零线电流为零，所以布线时零线所用截面较小，而单相输电时，相线和零线中通过的电流是相同的，所以使用的电线的截面积必须是一样的。所以用三相输电线较单相输电线可节省有色金属。

三相交流发电机应用

三相交流发电机比相同功率的单相交流发电机体积小、重量轻、成本低。

三相交流发电机原理：三相电机是利用三相交流电产生的旋转磁场来带动电机运转的。最简单的是把一块永久磁铁置于有旋转磁场的定子铁芯中，它将跟随磁场一同旋转。因磁场与铁芯的转动方式不同，分为同步电动机与异步电动机。

220V交流单相电机起动方式大概分一下几种：

第一种，分相起动式，系由辅助起动绕组来辅助启动，其起动转矩不大。运转速率大致保持定值。主要应用于电风扇,空调风扇电动机，洗衣机等电机。

第二种，电机静止时离心开关是接通的，给电后起动电容参与起动工作，当转子转速达到额定值的70%至80%时离心开关便会自动跳开，起动电容完成任务，并被断开。起动绕组不参与运行工作，而电动机以运行绕组线圈继续动作。

第三种，电机静止时离心开关是接通的，给电后起动电容参与起动工作，当转子转速达到额定值的70%至80%时离心开关便会自动跳开，起动电容完三相交流电机单相交流电机成任务，并被断开。而运行电容串接到起动绕组参与运行工作。这种接法一般用在空气压缩机，切割机，木工机床等负载大而不稳定的地方。

三相电流的实际应用

我国生产、配送的都是三相交流电。三相交流电有很多优越性，比如使用三相交流电的电动机、发电机节能节材、维护方便。三相交流电是三个交流电的组合，频率相同，只是相位彼此相差120度，发电机的转子为一磁铁，当它以匀角速度旋转时，每一个定子线圈都会产生交变电动势。三个线圈产生的交变电动势的幅值和频率都相同，位相彼此差120°。

工业上用的三相交流电，有的直接来自三相交流发电机，但大多数还是来自三相变压器，对于负载来说，它们都是三相交流电源，在低电压供电时，多采用三相四线制。

在三相四线制供电时，三相交流电源的三个线圈采用星形（Y形）接法，即把三个线圈的末端X、Y、Z连接在一起，成为三个线圈的公用点，通常称它为中点或零点，并用字母O表示。供电时，引出四根线：从中点O引出的导线称为中线或零线；从三个线圈的首端引出的三根导线统称为相线或火线。在星形接线中，如果中点与大地相连，中线也称为地线。我们常见的三相四线制供电设备中引出的四根线，就是三根火线一根地线。

每根火线与地线间的电压叫相电压，其有效值用UA、UB、UC表示；火线间的电压叫线电压，其有效值用UAB、UBC，UCA表示。因为三相交流电源的三个线圈产生的交流电压位相相差120°，三个线圈作星形连接时，线电压等于相电压的倍。我们通常讲的电压是220伏，380伏，就是三相四线制供电时的相电压和线电压。但三相四级制供电时，也有下表所示的几种电压，用电时应予注意。

在日常生活中，我们接触的负载，如电灯、电视机、电冰箱、电风扇等家用电器及单相电动机，它们工作时都是用两根导线接到电路中，都属于单相负载。在三相四线制供电时，多个单相负载应尽量均衡地分别接到三相电路中去，而不应把它们集中在三根电路中的一相电路里。如果三相电路中的每一根所接的负载的阻抗和性质都相同，就说三根电路中负载是对称的。在负载对称的条件下，因为各相电流间的位相彼此相差120°，所以，在每一时刻流过中线的电流之和为零，把中线去掉，用三相三线制供电是可以的。但实际上多个单相负载接到三相电路中构成的三相负载不可能完全对称。在这种情况下中线显得特别重要，而不是可有可无。有了中线每一相负载两端的电压总等于电源的相电压，不会因负载的不对称和负载的变化而变化，就如同电源的每一相单独对每一相的负载供电一样，各负载都能正常工作。若是在负载不对称的情况下又没有中线，就形成不对称负载的三相三线制供电。由于负载阻抗的不对称，相电流也不对称，负载相电压也自然不能对称。有的相电压可能超过负载的额定电压，负载可能被损坏（灯泡过亮烧毁）；有的相电压可能低些，负载不能正常工作（灯泡暗淡无光）。随着开灯、关灯等原因引起各相负载阻抗的变化。相电流和相电压都随之而变化，灯光忽暗忽亮，其他用电器也不能正常工作，甚至被损坏。可见，在三相四线制供电的线路中，中线起到保证负载相电压时称不变的作用，对于不对称的三相负载，中线不能去掉，不能在中线上安装保险丝或开关，而且要用机械强度较好的钢线作中线。

一些生活用电接法

单相三孔插座如何安装：通常，单相用电设备，特别是移动式用电设备，都应使用三芯插头和与之配套的三孔插座。三孔插座上有专用的保护接零（地）插孔，在采用接零保护时，有人常常仅在插座底内将此孔接线桩头与引入插座内的那根零线直接相连，这是极为危险的。因为万一电源的零线断开，或者电源的火（相）线、零线接反，其外壳等金属部分也将带上与电源相同的电压，这就会导致触电。因此，接线时专用接地插孔应与专用的保护接地线相连。采用接零保护时，接零线应从电源端专门引来，而不应就近利用引入插座的零线。

塑料绝缘导线为什么严禁直接埋在墙内：

（1）塑料绝缘导线长时间使用后，塑料会老化龟裂，绝缘水平大大降低，当线路短时过载或短路时，更易加速绝缘的损坏。

（2）一旦墙体受潮，就会引起大面积漏电，危及人身安全。

（3）塑料绝缘导线直接暗埋，不利于线路检修和保养。

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