三相系统的基本原理及测量

2014-10-09 11:09:42来源: ednchina
单相电用来为民用和办公电器供电,而三相交流(a.c.)系统则广泛用于配电及直接为功率更高的设备提供电力。本文介绍了三相系统的基本原理以及可能的不同测量连接之间的差异。

三相系统

三相电由频率相同、幅度类似的三个AC电压组成。每个ac电压“相位”与另一个ac电压相隔120°(图1)。这可以通过图形方式,使用波形和矢量图(图2)进行表示。

图1. 三相电压波形
图1. 三相电压波形

图2. 三相电压矢量
图2. 三相电压矢量

使用三相系统的原因有两个:

1. 可以使用三个矢量间隔的电压,在马达中产生旋转磁场。从而可以在不需要额外绕组的情况下启动马达。

2. 三相系统可以连接到负载上,要求的铜缆连接数量(传输损耗)是其它方式的一半。

我们看看三个单相系统,每个系统为一个负载提供100W的功率(图3)。总负载是3 x 100W = 300W。为提供电力,1安培电流流经6根线,因此有6个单位的损耗。也可以把三个电源连接到一个公共回程上,如图4所示。当每个相位中的负载电流相同时,负载被认为是均衡的。在负载均衡、且三个电流相位彼此位移120°的情况下,任何时点上的电流之和都为零,回程线路中没有电流。

图3. 三个单相电源 – 6个单位损耗
图3. 三个单相电源 – 6个单位损耗

图4. 三相电源,均衡负载 – 3个单位损耗
图4. 三相电源,均衡负载 – 3个单位损耗

在三相120°系统中,要求3根线传送功率,而在其它方式下则要求6根线。要求的铜缆数量减少了一半,导线传输损耗也将减半。

Y形接法或星形接法

拥有公共连接的三相系统通常如图5的示意图所示,称为“Y形或星形”接法。

公共点称为中性点。为安全起见,这个点通常在电源上接地。在实践中,负载并不是完美均衡的,要使用第四条“中性”线传送得到的电流。如果本地法规和标准允许,中性导体可能会比三条主导体小得多。

图5. Y形接法或星形接法 – 三相四线
图5. Y形接法或星形接法 – 三相四线

三角形接法

上面讨论的三个单相电源也可以串联起来。在任何时点上,三个120°相移电压之和都是零。如果和为零,那么两个端点都处在相同的电位,可以联接在一起。这种接法如图7中的示意图所示,使用希腊字母Δ表示,称为三角形接法。

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关键字:三相电源  功率表  布朗德尔定理

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2014/1009/article_9643.html
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