三相電路中負(fù)載的連接方法

三相電路中負(fù)載的連接方法三相電路中負(fù)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(fù)載(，單相負(fù)載)比較勻稱(chēng)地安排在各相之中，接在相線與中性線之間；三相電動(dòng)機(jī)接在三根相線上。

圖1電燈與電動(dòng)機(jī)的星形聯(lián)結(jié)

負(fù)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(fù)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(biāo)出。

圖2負(fù)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(fù)載中的電流稱(chēng)為相電流，每根相線中的電路稱(chēng)為線電流。在負(fù)載為星形聯(lián)結(jié)時(shí)，明顯，相電流即為線電流，即

(1)

對(duì)三相電路應(yīng)當(dāng)一相一相計(jì)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(fù)載電壓。于是每相負(fù)載中的電流可分別求出，即

(2)

式中：每相負(fù)載中電流的有效值分別為

(3)

圖3負(fù)載星形聯(lián)結(jié)時(shí)電壓和電流的相量圖

圖4對(duì)稱(chēng)負(fù)載星形聯(lián)結(jié)時(shí)電壓和電流的相量圖

各相負(fù)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(lái)爭(zhēng)論圖2.29所示電路中負(fù)載對(duì)稱(chēng)的狀況。所謂負(fù)載對(duì)稱(chēng)，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(jiàn)，由于電壓對(duì)稱(chēng)，所以負(fù)載相電流也是對(duì)稱(chēng)的，即

因此，這時(shí)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(méi)有電流通過(guò)，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(fù)載(通常所見(jiàn)的是三相電動(dòng)機(jī))一般都是對(duì)稱(chēng)的。

圖5對(duì)稱(chēng)負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相三線制電路

留意：

(1)負(fù)載不對(duì)稱(chēng)而又沒(méi)有中性線時(shí)，負(fù)載的相電壓就不對(duì)稱(chēng)。當(dāng)負(fù)載的相電壓不對(duì)稱(chēng)時(shí)，勢(shì)必引起有的相的電壓過(guò)高，高于負(fù)載的額定電壓；有的相的電壓過(guò)低，低于負(fù)載的額定電壓。這都是不容許的。三相負(fù)載的相電壓必需對(duì)稱(chēng)。

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

2、三角形聯(lián)結(jié)

負(fù)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(lái)表示。每相負(fù)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(biāo)出。

圖6負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路

由于各相負(fù)載都直接接在電源的線電壓上，所以負(fù)載的相電壓與電源的線電壓相等。因此不論負(fù)載對(duì)稱(chēng)與否，其相電壓總是對(duì)稱(chēng)的，即

(6)

在負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)時(shí)，相電流和線電流是不一樣的。

各相負(fù)載的相電流的有效值分別為

(7)

各相負(fù)載的電壓與電流之間的相位差分別為

(8)

負(fù)載的線電流可應(yīng)用基爾霍夫電流定律列出下列各式進(jìn)行計(jì)算

(9)

假如負(fù)載對(duì)稱(chēng)，即

和

則負(fù)載的相電流也是對(duì)稱(chēng)的，即

至于負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)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(duì)稱(chēng)的，在相位上比相應(yīng)的相電流滯后。

圖7對(duì)稱(chēng)負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)時(shí)電壓與電流的相量圖

線電流和相電流在大小上的關(guān)系，