2.2　三相交流电路及应用

2.2.1　三相交流电简介

（1）三相交流电的产生

三相交流电是由三相交流发电机产生的。如图2-8所示为三相交流发电机结构示意图，它主要由定子和转子组成。在定子铁芯槽中，分别对称嵌放了三组几何尺寸、线径和匝数相同的绕组，这三组绕组分别称为A相、B相和C相，其首端分别标为U1、V1、W1，尾端分别标为U2、V2、W2，各相绕组所产生的感应电动势方向由绕组的尾端指向首端。这里所说的对称嵌放绕组，是指三组绕组在圆周上的排列相互构成了120°（即）。

当转子在其他动力机（如水力发电站的水轮机、火力发电站的蒸汽轮机等）的拖动下，以角频率ω做顺时针匀速转动时，在三相绕组中产生感应电动势e₁、e₂、e₃。这三相电动势的振幅、频率相同，它们之间的相位彼此相差120°电角度。

如果以A相绕组的电动势e₁为准，则这三相感应电动势的瞬时值表达式为

e₁=E_msinωt

e₂=E_msin(ωt-π)

e₃=E_msin(ωt+π)

根据上面的表达式可画出这三相电动势的波形图，如图2-9所示。

（2）三相交流电的优点

和单相交流电比较，三相交流电具有以下优点：

① 三相发电机比尺寸相同的单相发电机输出的功率要大。

② 三相发电机的结构和制造不比单相发电机复杂多少，且使用、维护都较方便，运转时比单相发电机的振动要小。

③ 在同样条件下输送同样大的功率时，特别是在远距离输电时，三相输电线比单相输电线可节约25%左右的材料。

（3）三相交流电的相序

相序指的是三相交流电压的排列顺序，一般以三相电动势最大值到达时间的先后顺序称为相序。三相电源的相序是以国家电网的相序为基准的。如A、B、C三相交流电压的相位，按顺时针排列，相位差为120°，就是正序；如按逆时针排列，就是负序；如果同相，就是零序。

在配电系统中，相序是一个非常重要的规定。为使配电系统能够安全可靠地运行，国家统一规定：A、B、C三项分别是黄色、绿色、红色表示。

在电力工程上，相序排列是否正确，可用相序器来测量，如图2-10所示。相序表可检测三相交流电源中出现的缺相、逆相、三相电压不平衡、过电压、欠电压等故障现象。

记忆口诀

电压电流电动势，三相交流有定义。

振幅相位均相同，波形变化按正弦。

相位互差120°，随着时间周期变。

三相相序不能混，黄绿红色守规定。