對稱三相電路功率測試

Y-Δ變換

Y接法和Δ接法可以根據(jù)分析需求進行相互之間的等效變換，其簡要推導(dǎo)過程如下

對于Y接法與Δ接法的電路

其等效條件為替換前后，每個負(fù)載兩端電壓與流經(jīng)電流不變，結(jié)合兩者的VCR，可以得到

Y-Δ變換公式

Δ-Y變換公式

對稱分量法與單相等值電路

早在1918年，福蒂斯丘(Fortescue)提出了對稱分量法，基于電力網(wǎng)絡(luò)各元件參數(shù)對稱的前提下,對稱分量法可以將故障網(wǎng)絡(luò)分解為正、負(fù)、零三序相互解耦的網(wǎng)絡(luò)，為故障分析計算提供了極大方便。對于對稱三相電路，可以視為零序分量與負(fù)序分量均為零，僅存在正序分量的特殊堆成分量電路。

單相等值電路需要公共端(中性點)相連，要求中性點電壓為零,而所說的中性點也即“零電位點”，或者所謂的“地”。單相等值電路是基于三相元件參數(shù)完全對稱，三相電流、電壓完全對稱的條件下得到的。它以無窮遠(yuǎn)處為零電位點，并且計及另外兩相的影響之后得到以零電位點為公共端的單相等值電路。利用星形等值法，即將電源、變壓器和負(fù)載都等值為星形連接，當(dāng)系統(tǒng)完全對稱時，就可以直接把中性點N和n用一根導(dǎo)線連接起來。由于三相對稱，各相相角相差120°,就可以選擇其中一相來計算。

但是單相等值電路分析法有其不足之處，首先，單相等值電路是基于系統(tǒng)三相電氣量、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)完全對稱的，這與現(xiàn)代電力系統(tǒng)相參數(shù)越來越不對稱的狀況以及運行狀況導(dǎo)致的不對稱等等情況不相符合。當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)不對稱時，系統(tǒng)內(nèi)各個中性點電壓不相等也不為零，即存在中性點電壓偏移，三相電壓不對稱，這就導(dǎo)致不能用單相等值電路代替三三相等值電路;因為系統(tǒng)參數(shù)的不對稱，使得正常運行和故障時中性點電壓偏移,危害中性點設(shè)備，引起中性點絕緣等問題，有必要對變壓器中性點電壓進行分析，確定保護方案以及中性點接地方式配置問題。

電力系統(tǒng)中，中性點接地方式復(fù)雜多樣，有必要尋找種更加精確、更加符合運行實際的等值電路描述中性點接地信息。變壓器用單相等值電路不能表達(dá)其原副邊的相位移，必須做變換才能得到實際相位，

在故障計算中通常略去非故障相的電流，即非故障相開路，這可能會造成遠(yuǎn)離故障點處的計算電壓與實際電壓偏移很大。

即使如此，單相等值電路分析法依然在對稱三相電路分析中有著舉足輕重的地位。這是因為三相對稱電路中，三相參數(shù)均對稱，取一相進行分析，可以大幅簡化計算，并且可以很方便地求解電路功率等參數(shù)。2100433B

Δ連接與Y連接

三相電路中，電源（電壓源或電流源）與負(fù)載均為三相，三相之間存在兩種連接方式，分別為Δ（三角）接法與Y（星型）接法，電源與負(fù)載的接法并不要求統(tǒng)一，兩種接法之間可以相互等效變換。但是不同的接法，電路中的參數(shù)關(guān)系互不相同。

Δ連接與Y連接在三相電路中起著不同的作用，Δ連接能使得三倍頻諧波在閉環(huán)內(nèi)形成環(huán)流，避免三倍頻諧波對電路的影響，采用Y連接并使得中性點接地時，可以使得零序電路構(gòu)成通路，在電纜以及長距離三相高壓輸電的繼電保護中起著零序保護的關(guān)鍵作用。

線電壓與相電壓

電壓定義為電路中某一點與參考點之間的電勢差，對于單相電路，電壓參考點為地，對于三相電路，電壓參考點選取為地時，每相上的電壓稱為相電壓，若電壓參考點選取為相，則相與相之間的電壓稱為線電壓。當(dāng)三相電路的Y接法中性點不接地，或采用Δ接法時，相電壓往往難以測量，此時采用線電壓反而更為直接。

對于Y接法，線電壓大小為相電壓的

對于Δ接法，線電壓大小等于相電壓，相位相同。

線電流與相電流

類似于相電壓與線電壓的定義，定義流過某一相的電流為相電流，定義兩相之間的電流差為線電流，則對于堆成三相電路

采用Y接法，線電流等于相電流，相位相同。

采用Δ接法，線電流大小為相電流的

對稱三相電路和對稱三相負(fù)載相連接，稱為對稱三相電路（一般情況下，電源總是對稱的）。三相電源與負(fù)載之間的連接方式有Y-Y,△-Y,△-△,Y-△連接方式。三相電路實際是正弦交流電路的一種特殊類型。在三相電路中，三相負(fù)載的連接方式?jīng)Q定于負(fù)載每相的額定電壓和電源的線電壓。由于對稱三相電路中每組的響應(yīng)都是與激勵同相序的對稱量。所以，每相不但相電壓有效值相等，相電流有效值也相等。而且每相電壓與電流的相位差也相等。從而每相的有功功率相等。

《計量學(xué)名詞》第一版。 2100433B

日常照明線路由于用電不均勻，易出現(xiàn)三相不對稱狀態(tài)。假定中性線阻抗為零，則電源中性點與負(fù)載中性點間的電壓為零，因此，每相負(fù)載上的電壓一定等于該相電源電壓，各相負(fù)載電壓與各相負(fù)載阻抗大小無關(guān)。

當(dāng)三相電源電壓對稱時，即使三相負(fù)載不對稱，三相負(fù)載上的電壓依然是對稱的，但由于三相負(fù)載阻抗不等，所以三相電流將是不對稱的。

所以，在不對稱的的三相四線制電路中，中性線電流一般不等于零。這表明中性線具有傳導(dǎo)三相系統(tǒng)中的不平衡電流或單相電流的作用。