影片3　三相交流供电方式

三相交流电是大部分电力传输即供电系统、工业和大功率电力设备所需要的电源。了解其供电方式首先需要了解什么是三相交流电，三相交流电的产生，然后在此基础上搞清楚三相交流电供电方式的几种常见形式及应用范围等。

1 通常，把三相电源的线路中的电压和电流统称为三相交流电，这种电源由三条线来传输，三线之间的电压大小相等(380V)、频率相同(50 Hz)、相位差为120。

2 三相交流电是由三相交流发电机产生的。在定子槽内放置着三个结构相同的定子绕组A、B、C，这些绕组在空间互隔120°。转子旋转时，其磁场在空间按正弦规律变化，当转子由水轮机或汽轮机带动以角速度ω等速地顺时针方向旋转时，在三个定子绕组中，就产生频率相同、幅值相等、相位上互差120°的三个正弦电动势，这样就形成了对称三相电动势。

发电机中，三组感应线圈的公共端作为供电系统的参考零点，引出线称为中线（在单相供电中称为零线）；另一端与中线之间有额定的电压差，称为相线。

一般情况下，中线是以大地作为导体的，故其对地电压应为零，称为零线。因此相线对地必然形成一定的电压差，可以形成电流回路。正常供电回路由相线（火线）和零线（中线）形成。

地线是仪器设备的外壳或屏蔽系统就近与大地连接的导线，其对地电阻小于4Ω；它不参与供电回路，主要是保护操作人员人身安全或抗干扰用的。很多情况下，中线和大地的连接问题会导致用电端中线对地电压大于零，因此三相五线制中将中线和地线分开对消除安全隐患具有重要意义。

3 在三相交流供电系统中，根据线路接线方式的不同，主要有三相三线式、三相四线式以及三相五线式三种供电方式。三相三线式交流电路是由三根相线组成的交流电路；三相四线式交流电路是由三根相线和一根零线组成的交流电路；三相五线式交流电路是由三根相线、一根零线和一根地线组成的交流电路。

3-1 三相三线式是指供电线路由三根相线构成，每根相线之间的电压为380V，因此额定电压为380V的电气设备可直接连接在相线上。

这种供电方式多用在电能的传输系统中。

3-2 三相四线式供电方式与三相三线式供电方法不同的是从配电系统多引出一根零线。接上零线的电气设备在工作时，电流经过电气设备做功，没有做功的电流就可经零线回到电厂，对电气设备起到了保护的作用，这种供配电方式常用于380/220V低压动力与照明混合配电。

在三相四线制供电方式中，由于三相负载不平衡时和低压电网的零线过长且阻抗过大时，零线将有零序电流通过，过长的低压电网，由于环境恶化、导线老化、受潮等因素，导线的漏电电流通过零线形成闭合回路，致使零线也带一定的电位，这对安全运行十分不利。在零线断线的特殊情况下，断线以后的单相设备和所有保护接零的设备会产生危险的电压，这是不允许的。

3-3 在三相四线式供电系统中，把零线的两个作用分开，即一根线作工作零线(N)，另一根线作保护零线（PE或地线），这样的供电接线方式称为三相五线制供电方式。

3-4 在三相四线式供电方式中，对于单相回路存在较大的安全缺陷。单相二线式供电方式，最大的缺陷是在发生电器外壳碰触相线时，直接将220V相电压施加给此时正巧触摸到的人，从而发生触电事故。但如果把接外壳的保护线PE和中性线N并联合用一根，实际上这也是极不安全的。建筑物的配电线路由于接头松脱、导线断线等故障，很可能造成A点处开路，此时当其中一台设备开关接通后，在A点后面所有中性线上，将出现相电压，这个高电压又被设备接地引至所有插入插座的用电设备外壳上，而且其后的设备即使并未开启，外壳上也有220V电压，这是十分危险的。而在三相五线式供电方式中，只有当保护线断开，而且又有一台设备发生相线碰触外壳这两种故障同时出现时，才会出现与前述二线制中类似情况的事故，从而也极大地降低了事故出现的可能性。