2.2　三相交流電路及應用

2.2.1　三相交流電簡介

（1）三相交流電的產生

三相交流電是由三相交流發電機產生的。如圖2-8所示為三相交流發電機結構示意圖，它主要由定子和轉子組成。在定子鐵芯槽中，分別對稱嵌放了三組幾何尺寸、線徑和匝數相同的繞組，這三組繞組分別稱為A相、B相和C相，其首端分別標為U1、V1、W1，尾端分別標為U2、V2、W2，各相繞組所產生的感應電動勢方向由繞組的尾端指向首端。這里所說的對稱嵌放繞組，是指三組繞組在圓周上的排列相互構成了120°（即）。

當轉子在其他動力機（如水力發電站的水輪機、火力發電站的蒸汽輪機等）的拖動下，以角頻率ω做順時針勻速轉動時，在三相繞組中產生感應電動勢e₁、e₂、e₃。這三相電動勢的振幅、頻率相同，它們之間的相位彼此相差120°電角度。

如果以A相繞組的電動勢e₁為準，則這三相感應電動勢的瞬時值表達式為

e₁=E_msinωt

e₂=E_msin(ωt-π)

e₃=E_msin(ωt+π)

根據上面的表達式可畫出這三相電動勢的波形圖，如圖2-9所示。

（2）三相交流電的優點

和單相交流電比較，三相交流電具有以下優點：

① 三相發電機比尺寸相同的單相發電機輸出的功率要大。

② 三相發電機的結構和制造不比單相發電機復雜多少，且使用、維護都較方便，運轉時比單相發電機的振動要小。

③ 在同樣條件下輸送同樣大的功率時，特別是在遠距離輸電時，三相輸電線比單相輸電線可節約25%左右的材料。

（3）三相交流電的相序

相序指的是三相交流電壓的排列順序，一般以三相電動勢最大值到達時間的先后順序稱為相序。三相電源的相序是以國家電網的相序為基準的。如A、B、C三相交流電壓的相位，按順時針排列，相位差為120°，就是正序；如按逆時針排列，就是負序；如果同相，就是零序。

在配電系統中，相序是一個非常重要的規定。為使配電系統能夠安全可靠地運行，國家統一規定：A、B、C三項分別是黃色、綠色、紅色表示。

在電力工程上，相序排列是否正確，可用相序器來測量，如圖2-10所示。相序表可檢測三相交流電源中出現的缺相、逆相、三相電壓不平衡、過電壓、欠電壓等故障現象。

記憶口訣

電壓電流電動勢，三相交流有定義。

振幅相位均相同，波形變化按正弦。

相位互差120°，隨著時間周期變。

三相相序不能混，黃綠紅色守規定。