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SIMATIC S7-200 (Mao, Dong)

小型可編程控制器

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下圖39-1為某三角形聯(lián)接負載的三相電路，回顧我們之前所學(xué)的內容：“三相交流系統中，各輸電線(xiàn)線(xiàn)端之間的電壓，稱(chēng)為線(xiàn)電壓;三相電源和三相負載中每一相的電壓，稱(chēng)為相電壓，在星形接法時(shí)為相對中性點(diǎn)電壓”，從電路圖中很快就可以看出，此時(shí)負載側，線(xiàn)電壓是等于相電壓的。

??圖39-1

??顯然，在圖39-1的Y-△連接方式的三相電路中，負載的相電壓與電源相電壓是不相等的，若此時(shí)電源相電壓為220V，線(xiàn)電壓為380V，則負載的相電壓等于線(xiàn)電壓等于380V，三相負載的聯(lián)接方式要視負載的額定電壓和電源電壓而定。

??圖39-2

??三相負載在星形連接時(shí)，其負載相電流等于負載線(xiàn)電流，而在三角形連接時(shí)，如圖39-2所示的某對稱(chēng)三相電路，顯然線(xiàn)電流是不等于相電流的。若負載為感性，此時(shí)負載相電流滯后相(線(xiàn))電壓一個(gè)角度，其相量圖如上。

??圖39-3

??根據基爾霍夫電流定律(KCL)：“流入結點(diǎn)的支路電流等于流出結點(diǎn)的支路電流”，圖39-2中的相電流與線(xiàn)電流關(guān)系如上圖39-3所示。A相的線(xiàn)電流等于A(yíng)B相電流減去CA相電流，用相量表示，由于A(yíng)B相電流與CA相電流夾角為120°，在由IA、-ICA、IAB組成的等腰三角形中，頂角為120°(ICA與-ICA相量平行，其內錯角相等)，兩底角各為30°。也就是說(shuō)，在負載三角形連接的對稱(chēng)三相電路中，線(xiàn)電流是滯后負載相電流30°的，且為負載相電流的根號3倍。

??在這里大家就要注意了，星形連接的三相電路中，線(xiàn)電壓是超前相電壓30°的，且為相電壓的根號3倍，線(xiàn)電流等于相電流;而三角形連接的三相電路中，線(xiàn)電壓是等于相電壓的，但線(xiàn)電流滯后相電流30°，其為相電流的根號3倍。

??上文所提的都是對稱(chēng)的三相電路，那么可能就有人問(wèn)了，不對稱(chēng)是三相電路，電壓電流關(guān)系又是怎樣的呢?其實(shí)，不管是否對稱(chēng)，根據歐姆定律，都是可以求得電壓電流的關(guān)系的，如果已知量是電壓和阻抗，那么就可以用各相電壓除以各相阻抗求得各相電流，再根據KCL求得線(xiàn)電流。所謂對不對稱(chēng)，只是在對稱(chēng)電路中，只需求得其中1個(gè)線(xiàn)電流，其余2個(gè)線(xiàn)電流可以根據電流的對稱(chēng)性直接得出，不對稱(chēng)電路中，3個(gè)線(xiàn)電流要分別計算，不能只求1個(gè)。

??弄清楚三相電路中的電壓、電流關(guān)系后，我們繼續學(xué)習三相電路的三相有功功率吧。在平時(shí)，可能很多朋友都知道，負載消耗的總功率P是等于根號3倍的UIcosφ，這個(gè)根號3是怎么來(lái)的呢?它跟三相負載的Y接或△接是否有關(guān)系呢?就在下文。

??回顧我們之前所學(xué)的知識，在單相正弦交流電路中，有功功率P與電壓電流的關(guān)系如圖39-4所示，式中的U、I是單相電壓與單相電流，φ是電壓與電流的相位差。類(lèi)似的，在三相電路中，三相負載消耗的總有功功率為各相負載消耗的有功功率之和，即P =PA PB PC。

??圖39-4

??一般三相電源都是對稱(chēng)的，若此時(shí)三相負載也對稱(chēng)，則該三相電路為對稱(chēng)電路，顯然，此時(shí)的三相總功率為3倍的某相功率。該功率與線(xiàn)電壓、線(xiàn)電流的關(guān)系如下圖39-5所示，不管三相負載是三角形聯(lián)接或是星形聯(lián)接，三相負載消耗的總功率表達式都相同，為根號3倍線(xiàn)電壓與線(xiàn)電流與阻抗角余弦值的乘積。當然，也只有三相對稱(chēng)的時(shí)候才滿(mǎn)足圖39-5中的功率公式，若三相負載不對稱(chēng)，就應該分別計算各相功率，再相加。

??圖39-5

??在電力系統中的各個(gè)電壓等級都是用線(xiàn)電壓表示的，而流過(guò)各輸電線(xiàn)路的電流為線(xiàn)電流，我們一般在算三相總有功功率時(shí)都是用線(xiàn)電壓乘以線(xiàn)電流，再乘以相電壓與相電流相位差(阻抗角)的余弦值，這與為什么三相總有功前面乘以根號3的原因。

??如果需要計算總視在功率或無(wú)功功率，功率因數角和有功功率都已知，那么視在功率和無(wú)功功率也就可以直接利用功率三角形求出。

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