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三相制供電是電力系統普遍采用的供電方式，所謂三相制就是由三個(gè)頻率相同、相位不同的電源作為供電體系。三相制之所以獲得廣泛應用，主要是因為它在發(fā)電、輸送和負載驅動(dòng)方面與單相制相比有許多優(yōu)點(diǎn)。與三相供電電源相對應，每組負載也由三個(gè)組成，稱(chēng)為三相負載。

三相電源的三個(gè)電勢和三相負載阻抗有兩種基本連接方式，即星形聯(lián)結（Y聯(lián)結）和三角形聯(lián)結（△聯(lián)結）。圖4-3-1分別示出了三相電源與三相負載的Y聯(lián)結與△聯(lián)結。每相電源

圖4-3-1

與負載分別標以A相、B相和C相加以區別。在Y聯(lián)結方法中，各相電源和負載的輸出端稱(chēng)為各相的端點(diǎn)，三相公共聯(lián)結點(diǎn)稱(chēng)為中性點(diǎn)，或簡(jiǎn)稱(chēng)為中點(diǎn)。在△聯(lián)結方法中，三相電源或負載分別首尾相連，無(wú)中性點(diǎn)。由三相電源或三相負載連接而成的電路稱(chēng)為三相電路。

圖4-3-2畫(huà)出了電源和負載均為星形聯(lián)結的三相電路圖。圖中Z_l表示每相線(xiàn)路阻抗，從電源端點(diǎn)A、B、C至負載端點(diǎn)、、的三根連線(xiàn)稱(chēng)為端線(xiàn)，通常稱(chēng)為火線(xiàn)。Y形聯(lián)結的三相電源的中點(diǎn)N與負載中點(diǎn)的連結稱(chēng)為中性線(xiàn)或中線(xiàn)。在三相星形聯(lián)結中，具有三根端線(xiàn)和一根中性線(xiàn)的供電方式稱(chēng)為三相四線(xiàn)制，沒(méi)有中性線(xiàn)的供電方式稱(chēng)為三相三線(xiàn)制。

圖4-3-2

圖4-3-3分別表示了Y形聯(lián)結電源與△形聯(lián)結負載，以及△形聯(lián)結電源與△形聯(lián)結負載的連線(xiàn)方式。在這些聯(lián)結方式中，對于三相電源和三相負載，不論是△形還是Y形接法，規定通過(guò)每個(gè)電壓源或每個(gè)負載阻抗的電流稱(chēng)為相電流，每個(gè)電壓源或負載阻抗兩端的電壓稱(chēng)為相電壓。流過(guò)三根端線(xiàn)的電流稱(chēng)為線(xiàn)電流，端線(xiàn)與端線(xiàn)之間的電壓稱(chēng)為線(xiàn)電壓。

圖4-3-3

如果在三相電源中，三個(gè)正弦電壓源的振幅相等，電壓源之間的相位差均為1/3周期（），則稱(chēng)這種三相電源系統為對稱(chēng)三相電源。以圖4-3-2所Y形聯(lián)結的三相電源系統為例，設各相電動(dòng)勢分別為

（4-3-1）

則它為對稱(chēng)三相電源，可用相量表示為

（4-3-2）

對稱(chēng)三相電源的波形圖和相量圖分別示于圖4-3-4中。對于△形聯(lián)結的三相電源，從波形圖可見(jiàn)由于三相電動(dòng)勢串聯(lián)后，因此在△形閉合回路中不會(huì )產(chǎn)生環(huán)流。

圖4-3-4

首先分析Y形聯(lián)結的對稱(chēng)三相負載的線(xiàn)電壓、線(xiàn)電流與相電壓、相電流之間的關(guān)系。圖4-3-5所示為一Y形聯(lián)結的對稱(chēng)三相負載，設負載的各相電壓為對稱(chēng)且為正序，則電壓相量可表示為

圖4-3-5

（4-3-3）

線(xiàn)電壓為：

（4-3-4）

對稱(chēng)三相Y形聯(lián)結的負載電路，其線(xiàn)電壓也是一組對稱(chēng)的三相電壓，線(xiàn)電壓有效值是相電壓有效值的倍，相位超前角。電壓相量圖如圖4-3-5所示。通過(guò)負載各相的電流為：

（4-3-5）

可見(jiàn)負載各相電流也是一組對稱(chēng)三相電流，相序與電壓相同。對于Y形聯(lián)結而言，相電流等于線(xiàn)電流。

對于△形聯(lián)結的對稱(chēng)三相負載，如圖4-3-6所示，各相電壓即等于對應端線(xiàn)間的線(xiàn)電壓，如果線(xiàn)電壓為對稱(chēng)三相電壓，即有：

圖4-3-6

則負載相電流為一組對稱(chēng)三相電流。

（4-3-6）

根據基爾霍夫節點(diǎn)電流定律，可求得線(xiàn)電流為

（4-3-7）

可見(jiàn)線(xiàn)電流也為一組對稱(chēng)三相電流，線(xiàn)電流滯后相電流，其有效值為相電流的倍。電流相量見(jiàn)圖4-3-6b。

下面分析對稱(chēng)三相電路的計算特點(diǎn)。圖4-3-7為三相四線(xiàn)制電路，由三相對稱(chēng)電源和三相對稱(chēng)負載組成，Z_l為線(xiàn)路阻抗，Z₀為中線(xiàn)阻抗。設中點(diǎn)N為參考，則可求得：

可見(jiàn)對稱(chēng)三相電路中性點(diǎn)的電位是相等的。各相電流：

中線(xiàn)電流。因為對稱(chēng)三相負載的阻抗相等，可知相電壓為一組對稱(chēng)三相電壓。

圖4-3-7

例4-3-1 圖4-3-8a為由兩組對稱(chēng)三相電源供電的三相電路。已知，，，，，試求負載上的相電壓與相電流。

圖4-3-8

解：為畫(huà)出單相圖，需將△形聯(lián)結的電源與△形聯(lián)結的負載轉換為Y形聯(lián)結，如圖4-3-8b。

由△－Y轉換的相電壓線(xiàn)電壓關(guān)系，可知△形聯(lián)結的電源等效轉換為Y形聯(lián)結的相電勢為：

由△形聯(lián)結負載轉換為Y形聯(lián)結后其等效阻抗為：

即 ：

取A相電路，并把各中性點(diǎn)聯(lián)結，則得到如圖4-3-8c所示的單相圖。設N為參考點(diǎn)，則列節點(diǎn)方程為：

則：

此為Y形聯(lián)結的相電流，也為線(xiàn)電流值。則△形聯(lián)結的實(shí)際相電流為

相電壓為：

由對稱(chēng)性可寫(xiě)出各相電壓電流值為

，，

，，