電氣設(shè)備的種類繁多,大部分工業(yè)設(shè)備是需要三相電源才能工作的。并且對于單相電氣設(shè)備來說也是按照一定的方式接在三相電源的一相上。
在三相供電系統(tǒng)中,三相負(fù)載有星形(y)和三角形(△)兩種聯(lián)接方式。
1、負(fù)載的星形聯(lián)接
負(fù)載的星形聯(lián)接如圖3.2-1所示。三相負(fù)載的一端聯(lián)在一起接至電源的中線,另一端分別接至電源的相線a、b、c。
當(dāng)忽略導(dǎo)線阻抗時,負(fù)載線電壓和相電壓即為電源線電壓和相電壓。各電壓和電流的正方向如圖中所示。
設(shè)三相負(fù)載阻抗分別為
則三相電流為
由基爾霍夫電流定律可得中線電流
1.三相對稱負(fù)載
所謂三相對稱負(fù)載是指
za=zb=zc=z=|z|
這時三相電流有效值:
于三相負(fù)載對稱時,中線中無電流,因此可以將中
線省去,這便構(gòu)成了三相三線制的聯(lián)接方式,如圖3-6所
示。由于生產(chǎn)上的三相負(fù)載常常是三相對稱的,如三相異
步電動機等,因此,三相三線制的應(yīng)用十分廣泛。
2.三相負(fù)載不對稱
三相負(fù)載一般情況下是不對稱的,由于中線的作用,三相負(fù)載電壓仍然對稱,各相負(fù)載均可正常工作。但這時三相電流卻是不對稱的,因此,中線電流也不為零,中線不能省去,即需采用三相四線制供電。為了保證中線的作用,在中線上不允許安裝熔斷器或開關(guān)。
圖3.2-4是三相負(fù)載不對稱時中線斷開的情況。
根據(jù)節(jié)點電壓法可得負(fù)載中點n'至電源中點n之間的電壓:
由基爾霍夫定律得各相負(fù)載電壓
可見,當(dāng)中線斷開時,負(fù)載相電壓是一組不對稱的量,這就會引起有的相電壓過高,超過負(fù)載額定電壓,有的相電壓過低,低于負(fù)載額定工作電壓,使負(fù)載不能正常工作甚至損壞負(fù)載。因此,三相負(fù)載的相電壓要求對稱,而中線的作用就是使星形聯(lián)接的不對稱負(fù)載的相電壓對稱。
2、負(fù)載的三角形聯(lián)接
載三角形聯(lián)接時,各相負(fù)載分別接在二根相線之間,如圖3.2-6所示。三角形聯(lián)接時,沒有中線,所以只有三相三線制供電方式。若忽略線路阻抗,各相負(fù)載相電壓等于電源線電壓,即
up=ul
負(fù)載三角形聯(lián)接時,相電流和線電流是不一樣的,各相負(fù)載的相電流為
根據(jù)基爾霍夫電流定律,線電流為
當(dāng)三相負(fù)載對稱時,則有
取,則
三相負(fù)載相電流為一組三組對稱的量。相應(yīng)的線電流為
在三相電路中,負(fù)載既可以聯(lián)接成星形,也可以聯(lián)接成三角形,應(yīng)根據(jù)其額定電壓和線路電壓來確定,如低壓供電系統(tǒng)線路電壓一般為380/220v,對于額定電壓為220v的單相負(fù)載,應(yīng)采用三相四線制星形聯(lián)接方式,負(fù)載接在相線與中線之間,并盡量使三相負(fù)載分配均勻。而對于相繞組額定電壓為380v的三相電動機,則應(yīng)采用三角形聯(lián)接。