在日常生活中,人们接触较多的是单相交流电,而在实际工作中,人们接触更多的是三相交流电。在发电设备方面,三相交流发电机比同样尺寸的单相交流发电机输出功率大。在输电距离、输送功率、功率因数、电压损失和功率损耗等相同的条件下,三相交流电的传输比单相交流电的传输经济得多,从而可以节约有色金属材料的消耗,而且三相电动机的性能比单相的好,结构也简单,便于维护,所以三相交流电得到了广泛应用。 1 三相交流电的工作原理 3个具有相同频率、相同振幅,但在相位上彼此相差120°的正弦交流电称为三相交流电。 三相交流电习惯上称为A、B、C三相。按国标GB/T4026一2004规定:交流供电系统的电源A相、B相、C相分别用L1、L2、L3表示,其相色漆的颜色分别以黄色、绿色和红色表示。交流供电系统中电气设备接线端子的A相、B相、C相则分别用U、V、W表示,如三相电动机三相绕组的首端和尾端分别用U1和U2、V1和V2、W1和W2表示。 下图为一个最简单的三相交流发电机的构造。 发电机的三相对称绕组,即A、X,B、Y,C、Z在尺寸、匝数和绕法上完全相同,只是在空间上彼此相隔120°,当装有励磁线圈的转子在汽轮机或水轮机带动下以恒定速度旋转时,根据电磁感应原理,定子三相绕组中就会产生交流电动势,其瞬时值的表达式为: 对称的交流电动势波形图如下图所示: 2 三相交流电的相序 所谓相序,是指三相交流电在某一确定时间内到达最大值时,相位排列的先后顺序。相序一般分为正相序、负相序和零相序。平时所说的正相序(即顺相序)为U-V-W或V-W-U或W-U-V,也就是表示U相超前V相120°,V相超前W相120°,W相又超前U相120°;反之称为负相序或逆相序,如U-W-V。实际工作中,一台三相异步电动机按U-V-W正相序接入三相电源后,当调节电动机反转时,只要任意调换电动机三相电源的两个接线端即可,即无论接成V-U-W或U-W-V或W-V-U,均可使电动机改接成反转。 由于三相交流电在相位上彼此相差120°,因此,无论是电流、电压,还是电动势,只要三相对称,则任一瞬间的矢量和都等于零。运行中的三相异步电动机,如果用钳形电流表分别测量3根导线的电流应相等,即Iu=Iv=Iw;若同时测量3根导线的电流应等于零,即矢量和等于零,Iu+Iv+Iw=0。岩用钳形电流表同时测量三相异步电动机两根(U相和V相)导线的电流应等于第三相(W相)电流,即 Iu+Iv=-Iw。 三相交流电的相序在很多情况下是不允许出现负相序的,如自动投入电容器柜、三相不间断供电电源(UPS)等,因此在实际工作中需要特别注意。 3 三相四线制供电电路 在低压配电网中,输电线路一般采用三相四线制,其中三条线路分别代表A、B、C三相,另一条是中性线N。中性线是A、B、C三相绕组的末端X、Y、Z连接在一起的中性点(用“O”表示)所引出的一根公共导线。在进入用户的单相输电线路中,有两条线,一条我们称为火线,另一条我们称为零线,零线正常情况下要通过电流以构成单相线路中电流的回路。而三相系统中,三相平衡时,中性线(零线)是无电流的。这样的供电电路就叫做三相四线制供电电路。 欢迎加入“电气圈”——电气人自己的圈子