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了解三相系统原理以及不同测量连接之间的差异

2021-10-22
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作者: admin
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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。了解三相系统的基本原理以及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°。这可以通过图形方式,使用波形和矢量图进行表示。

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。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,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。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。

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。使用希腊字母Δ表示,称为三角形接法。

Y形接法和三角形接法比较

Y形接法用来为家庭和办公中使用的日常单相设备供电。单相负载连接到线路和中性线之间Y形的一条腿上。每个相位的总负载尽可能多地共享,以便为主三相电源提供均衡负载。

Y形接法还可以为更高电压上更高的功率负载提供单相或三相电。单相电压是相位到中性电压。另外还提供较高相间电压。

三角形接法最常用的情况是为功率较高的三相工业负载供电。然而,通过沿着变压器线圈进行连接或“分接”,可以从三相三角形电源中获得不同的电压组合。

功率测量

在交流系统中,功率使用功率表测量。现代数字采样功率表,把多个电压和电流的瞬时样点乘在一起,计算瞬时功率,然后取一个周期中瞬时功率的平均值,表示有功功率。功率表将在广泛的波形、频率和功率因数范围上,准确测量有功功率、视在功率、无功负载、功率因数、谐波等等。为使功率分析仪提供良好的结果,必须能够正确识别布线配置,正确连接功率分析仪。

单相功率表连接

只要求一个功率表,系统与功率表电压端子和电流端子的连接简单明了。功率表的电压端子透过负载并连,电流通过与负载串联的电流端子输入。

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