三相负载的星形接线方案

三相负载可以是三相电器，如三相交流电动机等，也可以是单向负载的组合，如电灯.对于总线路而言，一般单相负载应该尽量均匀分布在各相上.至于连接在火线与零线之间还是连接在两根火线之间，取决于负载的额定电压要求.三相负载的三个接线端总与三根火线相连，对于三相电动机而言，负载的连接形式由内部结构决定.三相负载的连接方式也有两种：星形连接和三角形连接.根据三相电源与负载的不同连接方式可以组成Y-Y［图3-6（a）］、Y-△［图3-6（b）］、△-Y、△-△连接的三相电路.本节主要介绍Y-Y连接方式.

图3-6　电源与负载的不同连接方式

三相负载中的相电压和线电压、相电流和线电流的定义为：相电压、相电流是指各相负载阻抗的电压、电流；三相负载的三个端子A′、B′、C′向外引出的导线中的电流称为负载的线电流，任意两个端子之间的电压称为负载的线电压.

1.连接方式

在三相四线制系统中，三相电源的一根相线和零线之间的电压（相电压）为220 V.负载如果接成图3-6（a）的形式，则每相负载的电压为220 V，这种接法称为星形连接.如图3-6（a）所示，ZA、ZB、ZC表示三相负载，若ZA=ZB=ZC=Z，称其为对称负载；否则，称其为不对称负载.三相电路中，若电源和负载都对称，称为三相对称电路.

2.电路计算

在三相四线制星形电路中，负载相电流等于对应的线电流，即

如果忽略导线阻抗，则各相电流为

如果负载对称，即ZA=ZB=ZC=Z，则在三相对称电路中，有

由于电流是瞬时值，三相电流瞬时值的代数和也为零.因此对称负载下中性线便可以省去不用，电路变成三相三线制传输.如在发电厂与变电站、变电站与三相电动机等之间，由于负载对称，便采用三相三线制传输.

在三相四线制电路中，负载的相电压与线电压的关系仍为(www.xing528.com)

由此可见，相电压对称时，线电压也一定对称.线电压的有效值是相电压有效值的倍，相位依次超前对应相电压相位30°，计算时只要算出就可依次写出.

3.中性线的作用

三相负载在很多情况下是不对称的，最常见的照明电路就是不对称负载星形连接的三相电路.若无中性线，可能使某一相电压过低，该相用电设备不能正常工作；某一相电压过高，将会烧毁该相用电设备.因此，中性线对于电路的正常工作及安全是非常重要的，它可以保证星形连接的不对称负载的相电压对称，使各用电器都能正常工作，而且互不影响.

在三相四线制供电线路中，规定中性线上不允许安装熔断器、开关等装置.为了增强机械强度，有的还加有钢芯；另外，通常还要把中性线接地，使它与大地电位相同，以保障安全.

负载为星形连接时有如下结论：

①电源线电压是负载两端相电压的倍.

②每一相相线的线电流等于流过负载的相电流.

③对于对称负载，可去掉中性线变为三相三线制传输.

④对于不对称负载，则必须加中性线，采用三相四线制传输.

例3-2　在负载为Y形连接的三相对称电路中，已知每相负载均为｜Z｜=50Ω，设线电压为380 V.试求各相电流和线电流.

解　在对称Y形负载中，相电压

相电流为

负载为星形连接时线电流与相电流相等.