星形连接及其电压和电流

第二节　星形连接及其电压和电流

电视照明的供电系统采用的是“星形接法”的供电模式。目前，我国低压供电是采用三相四线制，交流380V、50HZ、相电压220V。系统接地形式是采用IEC标准中的TN－S系统，即整个系统的中性线和保护地线是分开的。

由于演播室灯光供电为三相不平衡负荷，中性线有电流流过，故不采用接零保护。为保证人身和设备安全，所有灯光设备的外壳均与保护地线相连。

一、三相交流电源的两种接法和两种出线方式^[2]

为了大家便于熟记，引用才家刚先生编写的电工口诀：

三相接法有两种，一个三角一个星。

角接三相围一圈，三个定点三相线。

星接三尾联一点，联点叫做中性点。

三首引出三相线，中点出线中性线。

相线俗称叫火线，中线俗称叫零线。

星接可出两种线，三相三线和四线。

三相三线无零线，三相四线有零线。

我们日常使用的三相交流电是由三相交流发电机发出的，但除了自备的低压交流发电机以外，对于电网提供的三相交流电，一般都要通过变压器将输电线路输送的高压电变成低压电后再供电气设备使用。

变压器输出低压电的三相绕组有如下两种接法：

①三角形接法（简称角接法）这种接法是第一相的尾端和第二相的首端相接，第二相的尾端和第三相的首端相接，第三相的尾端再和第一相的首端相接。这样形成一个“环”，口诀说“角接三相围一圈”。若把三相绕组的每一相看成三角形的一条边，则形成了一个三角形（对于三相对称电源，则为一个等边三角形，在三相电源中，除非另加说明，一般都应理解为三相对称电源），所以被形象地称为三角形接法（简称角接法）。三角形的三个顶点引出三条电源线，我们把这三条电源线叫做三条“相线”，相线俗称“火线”（见图4-2-1）。

图4-2-1　三角形接法（简称角接法）

②星形接法（简称星接法）多相电器设备中，对应于每相的各绕组、导线或电器设备的一端接到一个公共点上，另外一端接到供电系统相应的导线上，此接法叫星形接法。在三相系统中，此接法又叫“Y”形接法。

连接的方法是：将每相的尾端连接在一起，这一点叫做中性点（俗称“零点”）。由中性点引出的电源线叫做中性线（俗称“零线”）。绘制电路图和相量图时，三相绕组向三个方向伸展呈放射状，就像一颗放光的星星，所以被称做星形接法。

星形接法有两种出线方式：

一是只将三相绕组的三个首端引出，作为三条相线，叫做“三相三线制”。

二是增加一条中性线，叫做“三相四线制”见图4-2-2a和图4-2-2b。

三条相线分别用符号L₁、L₂、L₃标注，也可用字母A、B、C或a、b、c（大写用于变压器或调压器等变电设备的输入端，小写用于输出端）标注，交流电动机等电气设备进线端用字母U、V、W标注。中性线用字母N标注。

图4-2-2　三相交流电源的两种接法和两种出线方式

a）星形接法（星接法）　　　　b）星形接法（星接法）

　三相三线制　　　　　　　　　　三相四线制　　　　

二、三相电源线电压和相电压、线电流和相电流的定义

口诀：

三相电压分相、线，火零为相、火火线。

三相电流分相、线，绕组为相、火线线。

对于三相电源，其输出电压和电流都有相和线之分，分别叫做“相电压”、“线电压”和“相电流”、“线电流”。

对于电压，相电压是指火线与零线之间的电压，即口诀中所说的“火零为相”。

提示：火线与零线之间的电压为220V。

线电压是指火线与火线之间的电压，即口诀中所说的“火火线”。

提示：火线与火线之间的电压为380V。

由三相电源的两种接法可以看出，对于星形接法，可存在上述两种电压值；对于三角形接法，由于没有零线，所以好像只能有线电压而不存在相电压，实际上不是，因为相电压的严格定义是“每一相绕组两端的电压”，所以说，三角形接法中相电压和线电压是相等的。

对于电流，相电流是指流过每一相绕组的电流，即口诀中所说的“绕组为相”；线电流是流过每一条火线的电流，即口诀中所说的“火线线”。

三、电功率与电能

机械演播室吊杆升降动力使用的电动机、灯光照明设备，家庭中使用的电热器以及照明器具等都是利用电能为我们工作的例子，显然，这里所说的工作就不仅仅是用力做功了。

电能在日常生活中的应用极为广泛。电热器可以把电能转换为热能，照明灯可以把电能转换成光能，电动机可以把电能转换成机械能，等等。

很显然，把电能转换成其他形式能量时，需要消耗一定的电能。电能消耗的快慢可以用电功率表示，电功率可以用每秒钟所做的功来衡量。电功率的单位为J/S（焦〔耳〕每秒）或W（瓦〔特〕）。

电功率可表示成下式：

电功率（W）＝电压（V）×电流（A）

电功率是用来衡量单位时间内电能的大小的，当需要表示在某段时间内的电能的大小时，只需用电功率（W）乘以时间（s）就可以了，即：

电能（Ws）＝电功率（W）×使用时间（s）

本章思考与练习题

1.欧姆定律是什么？

2.什么叫星形接法？画图并注明220V和380V的构成。

3.三相交流电源的两种接法和两种出线方式口诀是什么？

【注释】

[1]参见〔日〕五十岚孝仁、金子道夫、梅木一良：《电气施工基础与实务》，科学出版社2004年版，第12页、第13页。

[2]参见才家刚编著：《电工口诀》，机械工业出版社2005年4月版，第90～92页。