三相电路负载的星形连接及中性线的作用、相/线电压电流关系

星形连接(Y)的三相电路,可分为三相四线制(有中性线的,如下图所示,U、V、W点是相线,N电是中性线)和三相三线制(没有中性线的)。

相/线电压电流关系

三相四线制负载的星形连接电路中每根相线中的电流叫做线电流,分别用IU、IV、IW表示,由图可以得知,负载作星形连接时,每相负载中的电流(相电流)IΦ也就是线电流IL。负载上的线电压UL为相电压U的√3倍(根号3≈1.73)。

  • 星形连接负载的线电流
  • 星形连接负载的线电压和相电压

中性线的作用

三星负载对称电流波形图

当三相负载对称时(即各相负载大小相等,阻抗角相等),由右图可见,在任何瞬间三个线电流的综合为零,也就是通过中线的电流为零。既然中性线上没有电流,此时中性线毫无作用,是多余的可以省去。例如向三相电动机或三相电炉供电时,可以采用三相三线制供电。。

但是我们常见的是用到中性线的三相四线制供电方式,这是因为除了对称的三相负载外,还有单相负载(如单相电动机、单相电炉和照明等)。使用时如各相的负载不对称,各相电流大小就不一样,这就需要用中性线作为各相负载的公共回路,所以中性线上就有电流。

中性线的作用是在负载变动时能使各负载两端的电压很小变动,且各相负载的相电压基本保持对称。

在不对称的三相供电系统中,中性线是非常重要的。不允许中性线断开,在中性线上不允许接入熔断器或开关。假如中性线断开了,各相负载会造成三相相电压不对称,有的相电压显著升高,有的相电压降低,容易损坏电气设备。

中性线上有了电流,则其对地就有一定电压,所以为了安全起见,常采用中性线接地。并在用户负载处将中性线再接地,称为重复接地。

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