三相交流电路的连接方法

在工农业的生产和生活中，应用最广泛的是三相交流电，三相交流电是由三相交流发电机发出来，采用的是三相输电系统输送给用户。

三相交流电是由三相交流发电机产生的。三相交流电是由3个最大值相等、频率相同，而相位互差120°的3个正弦电动势组成，每一个电动势组成的那部分电路叫做一“相”。图1-9所示为三相交流电的波形图和相量图。

图1-9三相对称电动势的波形图和相量图

(a)波形图;(b)相量图

三相交流电动势的解析式表示为

在实际的工作中，我们常用U、V、W的次序来表示三相电动势的顺相序，所谓三相电动势的相序是指三相电动势，在t时三相电动势通过最大值或零值的先后顺序。就是U相比V相的电动势超前120°;V相比W相的电动势超前120°;

W相比U相的电动势超前120°。在实际的应用中，如果将那一相定为U相，那比U相滞后的就分别是V相与W相了，这就是三相电动势的顺相序。在实际的作用中，通常将三相电动势用颜色来表示，用黄色表示U相;用绿色表示V相;用红色表示W相。也有将三相电动势的顺相序，称为A、B、C三相的。

一、三相电源的星形(Y)连接

将发电机三相绕组的末端(U2、V2、W2)连接在一起，而把三相绕组的始端(U1、V1、W1)分别引出导线，这种连接方式称为三相电源的星形连接，如图1-10所示。3个线圈的末端连接点称为中性点，由中性点引出的导线叫“中性线”，将中性点接地后，由中性点引出的导线就叫做“零线”(就是我们常叫的“地线”)。由三相绕组的始端(U1、V1、W1)分别引出三根导线叫做“相线”(俗称“火线”)常用L1、L2、L3表示。导线上可涂以黄、绿，红、淡蓝颜色标记以区分。

由相量图上可知，线电压与相电压都是对称的，线电压在相位上比相应的相电压超前30°。

图1-10三相电源的星形连接

(a)接法;(b)相量图

三相四线制供电系统可输送两种电压:一种是相线与中线之间的电压，称为相电压，用Uu、Uv、Uw表示。另一种是相线与相线之间的电压，称为线电压，用Uuv、Uvw、Uwu表示。由三条相线和一条中线构成的供电系统称为三相四线制供电系统。通常低压供电网都是采用三相四线制。

电源的星形连接的低压供电系统的相电压是220V，线电压是380V。电气设备上标明的额定电压都是指的线电压。

二、三相电源的三角形(△)连接

发电机的三相绕组，将一相绕组的末端和相邻一相绕组的始端按顺序连接起来，形成一个三角形回路，再从3个连接点引出3根导线，这种连接方式称

图1-11三相电源的三角形连接

为三相电源的三角形连接，如图1-11

三相电源的三角形(△)连接只能输出线电压380V。

三相电源有接成星形的，也有接成三角形的。但如果是用于三相四线制供电系统，那电源只能接成星形的，这样才能提供二种电压。三、三相负载的星形(Y)连接三相交流电路中，负载的连接方式也有星形连接和三角形连接两种。三相负载的星形连接如图1-12所示。

图1-12三相负载的星形连接

(a)三相四线制;(b)三相三线制

采用星形连接的三相负载，在负载对称的条件下，线电压是相电压的√3倍，且超前于相应的相电压30°，有

线电压=√3相电压 线电流=相电流

在负载对称条件下，由于中性线中无电流，故可将中线除去，而成为三相三线制电路系统。工业生产上所用的三相负载(比如三相电动机、三相电炉章等)通常情况下都是对称的，可用三相三线制电路供电。但是，如果三相负载不对称时，中性线中就会有电流通过，此时中性线不能除去，否则会造成负载上三相电压严重不对称，使用电设备不能正常工作。

三相四线制供电系统中，除了三相对称负载外，还有单相的负载(如照明、单相电动机等)，在实际的使用中负载不可能对称，各相的电流就会不一样，这时就需要中性线作为各相的公共回路线，这时中性线上就会有电流。中性线的作用是保持各相负载上的相电压基本对称。

所以，在三相四线制供电系统中，中性线的作用是很重要的。中性线在实际的使用中是进行接地的，这时的中性线就是零线了。零线上是不允许安装熔断器和开关的，为了安全和可靠，在负载处还将进行零线的重复接地。

四、三相负载的三角形(△)连接

如果将三相负载的首尾端顺序地相连接，再将负载三个连接点与三相电源端线的U、V、W连接，就构成了三相负载的三角形连接，如图1-13所示。

三相负载的三角形连接一般是用于三相负载对称的电路中。

由于各相负载都是直接连接在电源的线电压上，对于三相负载的三角形连接，

有线电压=相电压线电流=√3相电流

五、三相交流电路的功率

在三相交流电路中，三相电路总的有功功率等于各相有功功率之和，

即

P=Pu+Pv+Pw

图1-13 三相负载的三角形连接

无论负载是星形连接还是三角图1-13三相负载的三角形连接形连接，三相电路总的有功功率

均为

这里要注意的是，在三相交流电路中，负载消耗的功率有三种形式，分别为有功功率P、无功功率Q、视在功率S。视在功率S内包含了有功功率

P和无功功率Q。但是只有有功功率P，是可以直接进行相加的，其他的功率是不能互相之间直接相加的。这一点在实际的使用和计算时，要加以

通过上述的计算表明，我们在进行负载的连接时，一定要注意负载的实际使用电压。在电源电压不变的情况下，同一负载作星形连接或三角形连接时，负载所消耗的功率是不同的。星形连接的负载错接成三角形连接时的电流是星形连接时的三倍，三角形连接的负载错接成星形连接时的电流是三角形连接时的1/3倍。我们在实际使用的工作中，若要使负载能够正常地工作，负载的接

法就必须正确。如果将正常工作为星形连接的负载误接成三角形，则会因功率过大而烧毁负载;如果将正常工作为三角形连接的负载误接成星形时，则会因功率过小而不能使负载正常工作，严重时也将烧毁负载。在实际的使用中一定要记住:在三相交流电路中，电路的连接只有星形连接和三角形连接二种连接方法;就与直流电路或单相电路中，只有串联连接和并联连接二种连接方法是一样的。

审核编辑：汤梓红