对称三相电源的联结

对称三相电源的联结方式有两种，分别是星形联结和三角形联结。

1．三相交流电源的星形联结

从三相电源的正极性端引出三根输出线，称为端线（俗称火线），三相电源的负极性端连接为一点，称为电源中性点或零点，用N表示。这种连接方式的电源称为星形电源。如图4－4所示，从首端A、B、C引出的三根线称为火线，在实验和变压所中通常用黄、绿、红三种颜色表示。

以上这种联结方式，就供电方式而言，称为三相四线制，若无中线，称三相三线制。在星形联结时，可提供相电压和线电压两种电压。相电压是指端线与中线之间的电压，即发电机每相绕组的电压。如图4－5所示用A、BC表示，相电压的有效值常用Up表示。线电压是指火线与火线之间的电压，如图4－5所示用AB、BC、CA表示，习惯上采用的正方向为A指向B，B指向C，C指向A。线电压的有效值常用Ul表示。

如图4－5所示，对称三相电源电动势每相振幅相同、频率相同、相位上依次相差120°，对应的相量式为

图4－4 三相发电机的星形联结

图4－5 发电机绕组星形联结的相量图

根据基尔霍夫电压定律，星形电源线电压与相电压的关系为

将式（4－5）代入式（4－6）可得

式（4－7）表明，对称三相电源星形联结时，具有以下特点：

（1）对接法的对称三相电源，相电压对称，则线电压也对称。

（2）线电压和相电压的有效值关系为：Ul＝。

（3）线电压相位领先对应相电压30°，所谓的“对应”是指对应相电压用线电压的第一个下标字母标出，例如AB对应是A。通常在低压配电系统中，相电压为220V，线电压为380V（380≈×220）。

图4－5是形联结线电压和相电压的相量图。由相量图也可以看出，三个线电压相量的特点是有效值相等、相位互差120°，并且也是对称的。

2．三相交流电源的三角形联结

将对称三相电源中的三个绕组中A相绕组的尾端X与B相绕组的首端B，B相绕组的尾端Y与C相绕组的首端C，C相绕组的尾端Z与A相绕组的首端A依次联结如图4－6所示，由三个联结点引出三条端线，这样的联结方式称为三角形（也称△）联结。

注意，从图4－6可以看出，三个绕组的电动势互相串联。由对称性分析，根据基尔霍夫电压定律和对称三相电源的特征，三相电动势瞬时值的代数和或其相量和等于零，虽然三个绕组形成一个闭合回路，但由于合成电动势为零，其中没有电流。在实际发电机中，三相电动势难免会有些不对称，因而合成电动势并不严格为零，三相绕组中就有一定的环流形成。如果绕组联结的顺序首尾搞错，则会引起很大的合成电动势，产生很大的环流，致使发电机烧毁，这是必须要严格防止的。所以，在大容量的三相发电机的绕组很少采用三角形联结。

三角形联结时，相电压是绕组上的电压，线电压仍然是端线间的电压，从图4－6中可以看出，对称三相三角形联结线电压等于相电压，这就是Y接法的对称三相电源的特点。即

图4－7是三角形联结线电压和相电压的相量图。由相量图也可以看出，三个线电压相量的特点是有效值相等、相位互差120°，并且也是对称的。

图4－6　三相绕组的联结

图4－7　三相绕组联结时的电压相量图