三相電路中負載的連接方法

三相電路中負載的連接方法三相電路中負載的連接方法有兩種。

1、星形聯(lián)結(jié)

圖1所示是三相四線制電路，設(shè)線電壓為。電燈負載(，單相負載)比較勻稱地安排在各相之中，接在相線與中性線之間；三相電動機接在三根相線上。

圖1電燈與電動機的星形聯(lián)結(jié)

負載星形聯(lián)結(jié)的三相四線制電路一般可用圖2所示的電路表示。每相負載的阻抗模分別為和。電壓和電流的參考方向都已在圖中標出。

圖2負載星形聯(lián)結(jié)的三相四線制電路

三相電路中的電流也有相電流與線電流之分。每相負載中的電流稱為相電流，每根相線中的電路稱為線電流。在負載為星形聯(lián)結(jié)時，明顯，相電流即為線電流，即

(1)

對三相電路應(yīng)當(dāng)一相一相計算。

設(shè)電源相電壓為參考正弦量，則得

，，

在圖1的電路中，電源相電壓即為每相負載電壓。于是每相負載中的電流可分別求出，即

(2)

式中：每相負載中電流的有效值分別為

(3)

圖3負載星形聯(lián)結(jié)時電壓和電流的相量圖

圖4對稱負載星形聯(lián)結(jié)時電壓和電流的相量圖

各相負載的電壓與電流之間的相位差分別為

(4)

中性線中的電流可以根據(jù)圖2中所選定的參考方向，應(yīng)用基爾霍夫電流定律得出，即

(5)

電壓和電流的相量圖如圖2.30所示。

現(xiàn)在來爭論圖2.29所示電路中負載對稱的狀況。所謂負載對稱，就是指各相阻抗相等，即

或阻抗模和相位角相等，即

和

由式(2.64)和式(2.65)可見，由于電壓對稱，所以負載相電流也是對稱的，即

因此，這時中性線電流等于零，即

電壓和電流的相量圖如圖4所示。

中性線中既然沒有電流通過，中性線就不需要了。因此圖2所示的電路就變?yōu)閳D5所示的電路，這就是三相三線制電路。三相三線制電路在生產(chǎn)上的應(yīng)用極為廣泛，由于生產(chǎn)上的三相負載(通常所見的是三相電動機)一般都是對稱的。

圖5對稱負載星形聯(lián)結(jié)的三相三線制電路

留意：

(1)負載不對稱而又沒有中性線時，負載的相電壓就不對稱。當(dāng)負載的相電壓不對稱時，勢必引起有的相的電壓過高，高于負載的額定電壓；有的相的電壓過低，低于負載的額定電壓。這都是不容許的。三相負載的相電壓必需對稱。

(2)中性線的作用就在于使星形聯(lián)結(jié)的不對稱負載的相電壓對稱。為了保證負載的相電壓對稱，就不應(yīng)讓中性線斷開。因此，中性線(指干線)內(nèi)不接入熔斷器或閘刀開關(guān)。

2、三角形聯(lián)結(jié)

負載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路一般可用圖6所示的電路來表示。每相負載的阻抗模分別為和。電壓和電流的參考方向都已在圖中標出。

圖6負載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路

由于各相負載都直接接在電源的線電壓上，所以負載的相電壓與電源的線電壓相等。因此不論負載對稱與否，其相電壓總是對稱的，即

(6)

在負載三角形聯(lián)結(jié)時，相電流和線電流是不一樣的。

各相負載的相電流的有效值分別為

(7)

各相負載的電壓與電流之間的相位差分別為

(8)

負載的線電流可應(yīng)用基爾霍夫電流定律列出下列各式進行計算

(9)

假如負載對稱，即

和

則負載的相電流也是對稱的，即

至于負載對稱時線電流和相電流的關(guān)系，則可從依據(jù)式(9)所作出的相量圖(圖7)看出。明顯，線電流也是對稱的，在相位上比相應(yīng)的相電流滯后。

圖7對稱負載三角形聯(lián)結(jié)時電壓與電流的相量圖

線電流和相電流在大小上的關(guān)系，