三相電

我國發電廠和電力網生產、輸送和分配的交流電都是三相交流電。這是因為三相交流電具有許多優點。在發電設備方面，三相交流發電機比同樣尺寸的單相交流發電機輸出功率大；在輸電方面，三相供電制也較單相供電制節省材料；從用電方面，生產中廣泛使用的三相交流電動機與直流電動機及其他類型的交流電動機相比，有性能優良、結構簡單、價格低廉等優點。

以下是一個理想的三相交流電電動勢的數學表達式：

其中，Em是電動勢最大值。

發動機交流發電機的原理是：在發電機內部有一個由發動機帶動的轉子(旋轉磁場)。磁場外有一個子繞組，繞組有3組線圈(三相繞組)，三相繞組彼此相隔120°電角。當轉子旋轉時，旋轉磁場使固定的定子繞組切割磁力線(或者說使電動勢繞組中通過的磁通量發生變化)而產生電動線圈所能產生的電動勢的大小，和線圈通量的強弱、磁極的旋轉速度成正比。

徠把3組線圈以(120°)進行配置，就可以得到互差120°的相同電壓、相同頻率的三相交流電。

把三個大小相等、頻率相同、初相位相差120°的交流電合在一起就組成一個三相交流電。實際的三相交流電是由三相發電機產生的，在發電機中有三個相同的繞組按空間相差120°均勻分佈。這樣，發電機旋轉就可以產生滿足上述條件的三個單相交流電，由於初相位相差120°，在各條導線中流過的電流存在一個時間差，這樣就不需要六條導線供電，而只需在發電機內部把三個繞組按一定方式聯接起來，用三條或四條導線供電。發電機每個繞組發出的一個交流電叫做三相交流電中的一相，就是我們所使用的單相交流電。

發電機三相繞組分別稱為A相繞組，B相繞組和C相繞組。

我們把一個繞組的尾端與另一個繞組的首端接在一起，另一個繞組的尾端再與下一個繞組的首端接在一起，三個繞組接成一圈，從每個接點接出一條線稱為三角形接法，把三個繞組的尾端接在一起，每個首端接出一條線稱為星型接法。

分為三角形接法(符號△)和星形接法(又稱Y形接法，符號Y)。

1、將各負載的尾端與中性線N相接，各負載頭端分別與相線相接就構成星形連接。在電工技術中，我們將負載接成單相220V電壓的形式，比如220V的照明燈、單相電動機、單相電爐等。用電設備都以星形接法接入電路中，應考慮將設備均勻分佈於三相電源的相線上，保持三相負載平衡分佈。若不這樣，斷路器可能會跳閘斷開，以示負載不平衡，初次操作的電工人員應注意這點。

2、所謂負載的三角形(△)連接，就是將三相負載中的相的頭與另一相的尾相接。這種接法的負載，三個相電流，三個線電流均為數值相等、相位互差120°的三相對稱電流，並且線電流等於倍的相電流。

三相電源與單相電源的區別：

1、在單相正弦交流電路中，單相交流電壓、單相交流電流和單相交流電動勢都是按照正弦規律變化，也可以形象地說，三相交流電就是三個單相交流電對電路的整體作用。

2、三相交流電有很多優點：製造三相交流發電機、變壓器比單相的節省材料，而且構造簡單、性能優良；在同樣條件下輸送同樣大的功率時，三相輸電線比單相輸電線節省有色金屬25%，電能損耗也少；三相電動機比單相電動機性能優良，等等。

零線亦稱“中性線”。三相電路中，零線是由星型連接的中性點引出的線路，零線上的電壓為零；不對稱三相電路中，由於接觸電阻的存在，零線上的電壓通常不為零。

地線是用來將電流引入大地的導線；電氣設備漏電或電壓過高時，電流通過地線進入大地。

1.供電地線

從變壓器中性點接地后引出主幹線，根據標準每間隔20~30m重複接地，在電路中起安全保護作用。在漏電的情況下，用電者和地線形成了一個並聯電路，由於地線的電阻比較小，電流會迅速流入大地，可使用電者避免因觸電而導致傷殘。

2.電路地線

在電路設計時，主要是防止干擾與提高無線電波的輻射效率。地線被廣泛作為電位的參考點，為整個電路提供一個基準電位。此時，地線未必與真正的大地相連，而往往與輸入電源線的一根相連(通常是零線)，其電位也與大地電位無關。

在低壓配電網中，輸電線路一般採用三相四線制，其中三條線路分別代表A，B，C三相，另一條是中性線N（區別於零線，在進入用戶的單相輸電線路中，有兩條線，一條我們稱為火線，另一條我們稱為零線，零線正常情況下要通過電流以構成單相線路中電流的迴路，而三相系統中，三相自成迴路，正常情況下中性線是無電流的），故稱三相四線制。

在三相四線制的供電系統中，如果零線接地不好或者接地端斷了，其後果是在三相負載不平衡時使零線的電位不等於0，也就是說中性點發生偏移。具體零線電位多少與三相負載不平衡度有關，越不平衡，中性點偏移就越大，零線的電位就越高。零線電位偏移后三相的相電壓一般就不是220V了。有的相可能超過220V，有的相則可能低於220V。當中性點偏移量太大，三相的相電壓增加的相就可能使其用電電器燒毀，三相的相電壓減少的相就可能使其用電電器不能工作。零線的電位升高后，達到一定的值時觸地線將會造成觸電事故危險。

有的場合也可以用來進行零序電流檢測，以便進行三相供電平衡的監控。

三相五線制是指A、B、C、N和PE線，其中，PE線是保護地線，也叫安全線，是專門用於接到諸如設備外殼等保證用電安全之用的。PE線在供電變壓器側和N線接到一起，但進入用戶側后絕不能當作零線使用，否則，發生混亂后就與三相四線制無異了。但是，由於這種混亂容易讓人喪失警惕，可能在實際中更加容易發生觸電事故。