一文详解三相电路

01 三相电路

目前，电力系统中电能的生产、传输和供电方式大多数采用三相制。 三相电路主要由三相电源、三相负载和三相输电线路三部分组成。

对称三相电源是由3个同频率、等幅值、初相依次滞后120°的正弦电压源连接成星型(Y)或三角形(△)组成的电源，这三个电源依次称为A相、B相和C相。

它们的电压瞬时表达式及其相量分别为：

式中以A相电压uA作为参考正弦量。

，它是工程中为了方便而引入的单位相量算子。

上述三相电压的相序(次序)A、B、C称为正序或顺序。 与此相反，若B相超前A相120°，C相超前B相120°，这种相序称为负序或逆序。

相位差为零的相序称为零序。

对称三相电压各相的波形和相量图如上图所示，对称三相电压满足：

上图所示三相电源的星形连接方式，简称星型或Y形。 从三个电压源正极性端子A、B、C向外引出的导线称为端线，从中性点N引出的导线称为中性线(也称零线)。

把三相电压源依次连接成一个回路，再从端子A、B、C引出端线，就成为三角形连接，简称三角形或△电源。

3个阻抗连接成星形或三角形就构成星形负载，如下图所示，当这三个阻抗相等时，就成为对称三相负载。

从对称三相电源引出具有相同阻抗的3条端线，把一些对称三相负载连接在端线上就形成了对称三相电路。

上图第一个为星形电源，星形负载，称为Y-Y连接方式;

上图第二个为星形电源，三角形负载，称为Y-△连接方式;

还有△-Y、△-△连接方式。

在Y-Y连接方式方式中，若把三相电源的中性点和负载的中性点用一条阻抗为ZN的中性线连接起来，这种连接方式为三相四线制方式。 上

述其他连接方式均属三相三线制。

实际三相电路中，三相电源是对称的，3条端线阻抗时相等的，但负载不一定是对称的。

02 线电压(电流)与相电压(电流)的关系

三相系统中，流经输电线中的电流称为线电流。 各输电线端之间的电压，称为线电压。 三相电源和三相负载中每一相的电压、电流称为相电压和相电流。 三相系统中线电压和相电压、线电压和线电流之间的关系与连接方式有关。

对于星形连接电源，依次设其线电压

，相电压

，根据KVL，有

对于三角形连接，有：

所以线电压等于相电压，相电压对称时，线电压也一定对称。

以上有关线电压、相电压的关系也适用于对称星形负载和三角形负载。

电流关系类似于电压关系，在此不再叙述。

03 不对称三相电路的概念

在三相电路中，只要有一部分不对称就称为不对称三相电路。

04 三相电路的功率

在三相电路中，三相负载吸收的复功率等于各相复功率之和，即

在对称的三相电路中有

三相电路的瞬时功率为各相负载瞬时功率之和。

此式表明，对称三相电路的瞬时功率是一个常量，其值等于平均功率。 这是对称三相电路的一个优越的性能。 习惯上把这一性能称为瞬时平均功率平衡。