三相电源的三角形和星形连接方式

三相交流电是电能的一种输送形式，简称为三相电。三相交流电源，是由三个频率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流电势组成的电源。我国发电厂和电力网生产、输送和分配的交流电都是三相交流电。

三相电源的三角形和星形连接是电力系统中常用的两种接线方式。它们在电气设备的选择、运行和维护等方面有着重要的应用。

一、三角形连接

三角形连接是指将三相电源的三个端点分别与负载的三个端点相连，形成一个闭合的三角形。在这种连接方式下，每个相电压都是独立的，且线电压等于相电压的根号3倍。因此，三角形连接适用于需要高电压输出的场合，如大功率电动机、变压器等。

从图中可以得知，电源连接成三角形时线电压与相电压的关系为： 线电压UL等于相电压UΦ ，即UL=UΦ**。而星形连接中的线电压是相电压的1.73倍。**

通常，发电机都连接成星形（Y）。三相变压器对于 用户来说也相当于电源，它有连接成星形的，也有连接成三角形的。

优点：

1.线电压等于相电压的根号3倍，输出电压较高，适用于大功率设备；

2.各相之间没有耦合，互不影响，稳定性好；

3.故障时，其他两相仍可正常工作，提高了系统的可靠性。

缺点：

1.只能提供一种电压等级，不适用于需要多种电压等级的场合；

2.不能直接用于单相负载，需要通过变压器或电抗器等设备进行转换；

3.线路复杂，成本较高。

二、星形连接

如果将三相交流电源的每一相用两根导线和负载连接起来，组成了三个互不相关的电路，如下图所示。这种连接需要用六根导线来输电，是很不经济的。

因此，实际上都是采用“星形（Y）”或者“三角形”（△）的连接方式。

把三相电源的三个线圈的末端（U2、V2、W2）连接在一起，从三个始端（U1、V2、W3）分别引出导线。这种连接方式叫做星形连接，如图所示。

三个末端的连接点称为中性点。由中性点引出的导线叫“中性线”（即图中的N线），当中性点接地时，由中性点引出的线叫“ 零线 ”（俗称“ 底线 ”）。由线圈始端（U1、V1、W1）分别引出的三条导线称为“ 相线 ”（俗称“ 火线 ”）。

优点：

1.线电压等于相电压，输出电压较低，适用于小功率设备；

2.可以直接用于单相负载，无需额外的转换设备；

3.线路简单，成本低。

缺点：

1.各相之间存在耦合，一个相出现故障时，可能影响其他两相的正常工作；

2.故障时，整个系统可能瘫痪，可靠性较差；

3.不能提供高电压输出，不适用于大功率设备。

三、适用场景分析

1.三角形连接适用于需要高电压输出的场合，如大功率电动机、变压器等。这些设备通常具有较高的功率需求，需要较高的电压来驱动。三角形连接可以提供较高的线电压，满足这些设备的运行要求。同时，三角形连接的稳定性好，各相之间没有耦合，互不影响。此外，三角形连接在故障时仍能保持一定的工作性能，提高了系统的可靠性。

2.星形连接适用于需要低电压输出的场合，如家用电器、照明设备等。这些设备通常具有较低的功率需求，需要较低的电压来驱动。星形连接可以提供较低的线电压，满足这些设备的运行要求。同时，星形连接可以直接用于单相负载，无需额外的转换设备。此外，星形连接的线路简单，成本低。