三相电路中负载的连接方法

三相电路中负载的连接方法有两种。

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。

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。

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)

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。

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。

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。

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)。