03.08 三相四線制交流電力系統中,根號3是怎麼來的,相位差是怎麼回事兒?

草上飛1990


三相四線制交流電力系統中,根號3是怎麼來的,相位差是怎麼回事兒?

答:電力系統中的三相四線制供電,都是輸電配電系統將供電網中的3個頻率相同、幅值相等、相位角互差120º電角的正弦電動勢所組成的電源系統,進行降壓供給用電器工作的。見下圖所示。


作為供電系統中的變壓器,有三個獨立的繞組,根據電磁感應的原理,每相繞組均產生相應的電動勢。規定各相電動勢的方向由繞組的末端指向起端,於是各相電壓的正方向就由繞組的起端指向末端。由於三相電動勢是對稱的,所以三個相電壓也必定對稱。

所謂三相四線制,即將變壓器的低壓側的星點引出一根公共線出來,共單相220V負載使用。下圖為三相電源星形接法時的相電壓與線電壓的矢量圖。


由矢量圖可知,當三相電源星形接法時,相電壓和線電壓顯然是不相等的,但兩者在數值上有著確定的關係。由上圖可見,A、B兩線間電位差的瞬時值Uab應等於A點至N點的電位差加N點至B點的電位差,即等於A相電壓瞬時值Ua與B相電壓瞬時時值Ub之差,即 Uab=Ua-Ub

同理Ubc=Ub-Uc,Uca=Uc-Ua;

因為Ua、Ub、Uc均為正弦量,所以都可以用矢量來表示。於是三個線電壓的有效值就等於相應的相電壓有效值的矢量差。即Uab=Ub-Ub、Ubc=Ub-Uc、Uca=Uc-Ua;

若以Ua作為參考矢量,作出對稱的Ua、Ub、Uc的矢量圖,如上圖所示。按照矢量圖可知,線電壓的相位比對應的相電壓超前30º,線電壓和相電壓的數值關係也很容易從矢量圖上求得。因為1/2Ui=Upcos30º=√3/2×Up,由此可求得線電壓與相電壓的關係為Ui=√3Up(注:Ui表示線電壓,Up表示相電壓)。當相電壓Up=220V時,則線電壓Ui=220√3=380v。下圖為三相交流電的相位圖。


它們之間的正弦電流的最大值,時間與夾角之間的關係如上圖中標註,這裡就不說了。相位差簡單地說,就是相位ABC之間的減法值。

以上為個人觀點,僅供提問者和頭條上的初學者們參考,希望對大家有一點幫助。

知足常樂2019.5.17日於上海


知足常樂0724


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北斗1102


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