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三相电路中负载的连接方法
接线图
2023年07月21日 22:52 427
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1、星形联结
图1所示是三相四线制电路，设线电压为
。电灯负载(
，单相负载)比较均匀地分配在各相之中，接在相线与中性线之间；三相电动机接在三根相线上。
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图1电灯与电动机的星形联结 |
负载星形联结的三相四线制电路一般可用图2所示的电路表示。每相负载的阻抗模分别为
和
。电压和电流的参考方向都已在图中标出。
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图2 负载星形联结的三相四线制电路 |
三相电路中的电流也有相电流与线电流之分。每相负载中的电流
称为相电流，每根相线中的电路
称为线电流。在负载为星形联结时，显然，相电流即为线电流，即
(1)
对三相电路应该一相一相计算。
设电源相电压
为参考正弦量，则得
，
，
在图1的电路中，电源相电压即为每相负载电压。于是每相负载中的电流可分别求出，即
(2)
式中：每相负载中电流的有效值分别为
(3)
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图3负载星形联结时电压和电流的相量图 | 图4对称负载星形联结时电压和电流的相量图 |
各相负载的电压与电流之间的相位差分别为
(4)
中性线中的电流可以按照图2中所选定的参考方向，应用基尔霍夫电流定律得出，即
(5)
电压和电流的相量图如图2.30所示。
现在来讨论图2.29所示电路中负载对称的情况。所谓负载对称，就是指各相阻抗相等，即
或阻抗模和相位角相等，即
和
由式(2.64)和式(2.65)可见，因为电压对称，所以负载相电流也是对称的，即
因此，这时中性线电流等于零，即
电压和电流的相量图如图4所示。
中性线中既然没有电流通过，中性线就不需要了。因此图2所示的电路就变为图5所示的电路，这就是三相三线制电路。三相三线制电路在生产上的应用极为广泛，因为生产上的三相负载(通常所见的是三相电动机)一般都是对称的。
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图5对称负载星形联结的三相三线制电路 |
注意：
(1) 负载不对称而又没有中性线时，负载的相电压就不对称。当负载的相电压不对称时，势必引起有的相的电压过高，高于负载的额定电压；有的相的电压过低，低于负载的额定电压。这都是不容许的。三相负载的相电压必须对称。
(2) 中性线的作用就在于使星形联结的不对称负载的相电压对称。为了保证负载的相电压对称，就不应让中性线断开。因此，中性线(指干线)内不接入熔断器或闸刀开关。
2、三角形联结
负载三角形联结的三相电路一般可用图6所示的电路来表示。每相负载的阻抗模分别为
和
。电压和电流的参考方向都已在图中标出。
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图6负载三角形联结的三相电路 |
因为各相负载都直接接在电源的线电压上，所以负载的相电压与电源的线电压相等。因此不论负载对称与否，其相电压总是对称的，即
(6)
在负载三角形联结时，相电流和线电流是不一样的。
各相负载的相电流的有效值分别为
(7)
各相负载的电压与电流之间的相位差分别为
(8)
负载的线电流可应用基尔霍夫电流定律列出下列各式进行计算
(9)
如果负载对称，即
和
则负载的相电流也是对称的，即
至于负载对称时线电流和相电流的关系，则可从根据式(9)所作出的相量图(图7)看出。显然，线电流也是对称的，在相位上比相应的相电流滞后
。
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图7 对称负载三角形联结时电压与电流的相量图 |
线电流和相电流在大小上的关系，也很容易从相量图得出，即
(10)
三相电动机的绕组可以连接成星形，也可以连接成三角形，而照明负载一般都连接成星形(具有中性线)。
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