关于线电压和相电压

电力人家2019-01-16 04:58:10




我们先说明一下什么是线电压,什么是相电压:
线电压是指多相供电系统中两线之间的电压,对于三相电就是三相引出线的相间电压,这三相引出线就是题主说的火线,任意两根火线之间的电压是380V。

相电压是指任意一相(火线)与零线之间的电压,为220V,也就是题主说的一根火线也零线之间的电压。


虽然三相电压任意一相(火线)与零线之间的电压为220V,但是任意两相之间的相位差为120度,下图就是相电压的矢量图,UAN,UBN,UCN分别是相电压,可以理解为线段AN,BN,CN的长度为220。



根据上文中线电压的定义,线电压是任意两相之间的电压,即UAB,UBC,UCA分别是线电压
UAB=UBN-UAN
UBC=UCN-UBN
UCA=UAN-UCN
矢量图可以标示为如下图,线电压的大小可以理解为线段BA,CB,AC的长度。



有了以上的说明,线电压与相电压的大小关系就可以转化为上图的几何关系,由于A, B, C之间相差120度,因此三角形ABN为顶角为120度的等腰三角形。


根据几何关系,线段AB的长度为线段AN的1.732倍(根号3倍),即相电压(火线与零线之间)为220V时,线电压(两根火线之间)为220V*1.732=381V(约等于380V)。”

对于以上内容有网友提到三相电源的三个绕组有两种连接方式:星形连接和三角形连接。我国低压配电系统中,大都采用三相四线制,线电压为380V,相电压为220V,标注为380/220V”,也就是星形连接(如果是三角形连接的话线电压等于相电压)平时接触到的三相电源线电压也是380V,相电压为220V,因此以下说明中还是以星形连接的三相电源为例,从三角函数的角度进行解释和说明。


至于为什么相电压是220V(不包括船用或其它特殊情况),这是国家规定的,不同国家的电压是不同的,这里只讨论我国低压配电系统中的三相四线制电源中相电压是220V时,为什么线电压是380V?

由于我国的三相电源中每一相电源的电压有效值为220V,频率为50Hz,相位差为120度(2pi / 3),所以三个相电源的电压UAN, UBN, UCN用三角函数公式分别表示为:




根据上文中线电压的定义,线电压(火线之间)是任意两相之间的电压,即UAB,UBC,UCA:




上式整理后为:


从以上线电压(火线之间)的三角函数公式中可以看出,线电压的有效值为220(相电压)的根号3倍,即220*1.732=381V(约等于380V)。
以下是用Simulink仿真的结果,与以上理解分析是一致的


相电压(火线与零线之间)仿真:


相电压(火线与零线之间)波形:




相电压(火线与零线之间)、线电压(火线之间)仿真:



相电压(火线与零线之间)、线电压(火线之间)波形:





本文来源@电气圈。

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