李悦

摘 要：我国供电系统主要采用三相电设计，在这一供电系统的设计与运用中，三个频率相同而相位存在差异的电流源或电压源及其负载共同组成了电路的主要结构，由于三相电路在实际运用中承担着电能产生，传输以及分配的重要任务，因此其电路功率的测量与计算也显得尤为重要。本文在对三相电路特性进行概述的基础上，结合电力工程应用实际分析了三相电路的实际运用，并从功率测量这一角度探究了其电路功率的测量与计算方法，为三相电路的实际检测提供切实的参考。

关键词：三相电路；运用分析；测量计算

1 三相电路特性概述

三相电路的结构特性是指在电路的整体构架中，电能的提供来自三相交流电源，而三相交流电源的特点在于可以提供三个频率相同但相位存在差异的电流或电压。在电力工程中，为了保持不同电压之间稳定的相序，该发电机所产生的电压相位差是π/3，这也使得三相发电机能够正序供电与负序供电时都能够稳定运行。就当前三相电路的电源特性进行分析，当前三相电的产生主要依赖于三相同步发电机，通过空间互差π/3相位的绕组与转子均匀转动，从而得出三相感应电压。在电路的连接方式中，三相电路电源与负载均可以采用星形连接与三角形连接，由于连接方式的特殊性与电源结构特性，使得三相电路能够在电能的输送中更为有效的节省电能消耗，不仅降低了输电线路中有色金属的消耗量，对于电力传输成本的控制也有着十分重要的意义。

2 三相电路的实际运用分析

2.1 工业生产应用

在工业生产中应用三相交流电，一部分来自于三相交流发电机，而另一部分电力的产生则依赖于三相变压器，在低压供电的过程中，采用三相四线制的三相电路是最具代表性的应用。在三相四线制的三相交流发电机工作中，电源的三个线圈按照星形排列规则进行排列，三个线圈末端X、Y、Z连接在一起，并将连接点作为公共点O。在三相电源运行开始供电的过程中，O点引出一条零线，三个线圈的首端分别引出A线，B线和C线，这三条线路统称为火线。在不同线路的连接中，公共点O与大地相连，便形成了地线，这样火线与地线之间便产生了相电压，而火线之间的电压差则称为线电压，在工业生产的实际操作中，220伏，380伏所代表的也便是三相交流电四线供电中所产生的线电压与相电压。

2.2 日常生活运用

单相负载的运用是日常生活中三相电路的主要运用方式，日常生活中的点灯，电冰箱以及洗衣机等，采用的都是单项负载供电。在利用三相电路对单相负载电路进行供电时，为了保证电力的均衡分配，就要在电路负载的连接中将负载分别连接到三相电路中，避免负载集中连接在三相电路中的一项电路上，进而导致电路超负荷运作而引发电路问题。在三相电路中每条线路所连接负载的性质均相同的情况下，由于线路负载的对称性，因此中线电路上电流之和稳定为零，这样便可以将三相电路中的中线去掉，采用三相电源进行三线路供电。而就日常生活中三相电路供电的实际进行分析，由于线路负载出现完全对称的可能性极小，因此为了保障相电流与相电压的稳定性，就必须保证中线的连接，避免在中线线路上安装保险丝等设备的同时，还要选取机械强度满足要求的导线作为三相电路中线。

3 三相电路功率测量探究

在对三相电路的功率进行测量时，由于三相负载所吸收的平均功率等于各相负载吸收的平均功率之和，即有：P=PA+PB+PC=UAIAcosφA+UBIBcosφB+UCICcosφC（式中的UA、UB、UC分别代表三相电压有效值，IA、IB、IC分别代表各相电流有效值，φA、φB、φC分别代表各项电压电流之间的相位差），因此在对称三相电路的电压电流计算中，各相电压与相电流的有效值便等同，即：UA=UB=UC=Uph，IA=IB=IC=Iph，在三相电路中各线路负载相同的状态下，相电压与相电流之间的相位差也等同：φA=φB=φC=φ，这样便可以计算得出三相负载状态下的电路平均功率：P=3UphIphcosφ。当三相电路为Y形连接的对称负载时，线电压Ul=Iph，线电路Il=Iph，带入式P=3UphIphcosφ则可得出P=UlIlcosφ。在三相电路上的负载为三角形连接状态时，则可得出Uph=Ul，Il=Iph，将这两数据带入P=3UphIphcosφ这一式中，则可得出与Y形连接状态下相同的功率数值，由此可见，在三角形连接与Y形连接状态下，三相电路的平均功率均可用P=3UphIphcosφ这一公式进行计算。

在对三相电路的无功功率进行计算时，由于电路存在Q=QA+QB+QC=UAIAsinφA+UBIBsinφB+UCICsinφC这一等式关系，因此在三相电路中则可得出：Q=UlIlsinφ这一等式，在三相电路功率计算S= 的基础上，带入Q表达式，便可得出S=UlIl。在对三相电路的无功功率计算中，负载的功率因数可定义为cosφ'=P/S'，因此在三相电路中的便存在cosφ=cosφ'这一等式关系，即三相电路负载功率因数等于单相负载功率因数。三相电路中无功功率的产生多数是由接线方式导致线路电流或电压发生相变引起的，因此为了保证工业生产与日常生活中的用电稳定性，提供无功功率，并通过对两种功率的供给量进行调节，从而满足线路负载的实际供电需求。

4 结语

就当前世界范围内的供电及电力传输技术而言，三相电路是一项十分先进的强电技术，因此为了进一步促进我国电力工程建设事业的发展，就要更加强调对三相电路运用领域的拓展，并通过对发电，输电及变电技术中的三相电路运用手段加以完善，从而在保障工业用电安全性的基础上，更为有力的推进我国现代化电力工业的发展。

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