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          防爆配電箱三相電原理和接法

          發布時間:2019-08-21 15:03:00 查看次數:

          三相交流系統廣泛用于配電及直接為功率更高的設備提供電力。本文介紹了防爆配電箱內三相系統的基本原理及可能的不同測量連接之間的差異。

          一、防爆配電箱三相系統:

          三相電由頻率相同、幅度類似的三個AC電壓組成。每個ac電壓“相位”與另一個ac電壓相隔120°(圖1)。這可以通過圖形方式,使用波形和矢量圖(圖2)進行表示。

          三相電壓波形.jpg

          圖1. 三相電壓波形

          三相電壓矢量.jpg

          圖2. 三相電壓矢量

          使用三相系統的原因有兩個:

          1、可以使用三個矢量間隔的電壓,在馬達中產生旋轉磁場。從而可以在不需要額外繞組的情況下啟動馬達;

          2、三相系統可以連接到負載上,要求的銅纜連接數量(傳輸損耗)是其它方式的一半;

          我們看看三個單相系統,每個系統為一個負載提供100W的功率(圖3)。

          (1)總負載是3 x 100W = 300W.為提供電力,1安培電流流經6根線,因此有6個單位的損耗;

          (2)也可以把三個電源連接到一個公共回程上,如圖4所示:

          a、當每個相位中的負載電流相同時,負載被認為是均衡的;

          b、在負載均衡、且三個電流相位彼此位移120°的情況下,任何時點上的電流之和都為零,回程線路中沒有電流;

          三個單相電源-6個單位損耗.jpg

          圖3. 三個單相電源 - 6個單位損耗

          三相電源,均衡負載-3個單位損耗.jpg

          圖4. 三相電源,均衡負載 - 3個單位損耗

          注:

          在三相120°系統中,要求3根線傳送功率,而在其它方式下則要求6根線。要求的銅纜數量減少了一半,導線傳輸損耗也將減半。

          二、防爆配電箱Y形接法或星形接法:

          1、擁有公共連接的三相系統通常如圖5的示意圖所示,稱為“Y形或星形”接法;

          2、公共點稱為中性點。為安全起見,這個點通常在電源上接地;

          3、在實踐中,負載并不是完美均衡的,要使用第四條“中性”線傳送得到的電流。如果本地法規和標準允許,中性導體可能會比三條主導體小得多;

          Y形接法或星形接法-三相四線.jpg

          圖5. Y形接法或星形接法-三相四線

          三、防爆配電箱三角形接法:

          1、上面討論的三個單相電源也可以串聯起來;

          2、在任何時點上,三個120°相移電壓之和都是零;

          3、如果和為零,那么兩個端點都處在相同的電位,可以聯接在一起;

          4、這種接法如圖7中的示意圖所示,使用希臘字母Δ表示,稱為三角形接法。

          任意時間的瞬時電壓之和為零.jpg

          圖6. 任意時間的瞬時電壓之和為零

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          圖7. 三角形接法-三相三線

          四、防爆配電箱Y形接法和三角形接法比較:

          1、Y形接法用來為家庭和辦公中使用的日常單相設備供電。單相負載連接到線路和中性線之間Y形的一條腿上。每個相位的總負載盡可能多地共享,以便為主三相電源提供均衡負載;

          2、Y形接法還可以為更高電壓上更高的功率負載提供單相或三相電。單相電壓是相位到中性電壓。另外還提供較高相間電壓,如圖8中的黑色矢量所示。

          Y形接法.jpg

          圖8. V phase-phase = √3 x V phase-neutral

          3、三角形接法最常用的情況是為功率較高的三相工業負載供電。然而,通過沿著變壓器線圈進行連接或“分接”,可以從三相三角形電源中獲得不同的電壓組合。例如,在美國,240V三角形系統可以有分相或中心分接線圈,提供兩個120V電源(圖9)。為安全起見,中心分接點可以在變壓器上接地。在中心分接點和三角形接法的第三條“高腳”之間,還提供了208V電壓;

          三角形接法采用“分相”或“中心分接”線圈.jpg

          圖9. 三角形接法,采用“分相”或“中心分接”線圈

          五、防爆配電箱功率測量:

          1、在交流系統中,功率使用功率表測量;

          2、現代數字采樣功率表,把多個電壓和電流的瞬時樣點乘在一起,計算瞬時功率,然后取一個周期中瞬時功率的平均值,表示有功功率;

          3、功率表將在廣泛的波形、頻率和功率因數范圍上,準確測量有功功率、視在功率、無功負載、功率因數、諧波等等;

          4、為使功率分析儀提供良好的結果,必須能夠正確識別布線配置,正確連接功率分析儀;

          六、防爆配電箱單相功率表連接:

          只要求一個功率表,如圖10所示。系統與功率表電壓端子和電流端子的連接簡單明了。功率表的電壓端子透過負載并連,電流通過與負載串聯的電流端子輸入。

          單相雙線和DC測量.jpg

          圖10. 單相雙線和DC測量


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