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1.2 供配电方式

1.2.1 单相供配电

单相供配电是指采用交流220V电压作为能量源进行供电和配电的系统。普通的家庭用电和公共照明设备等多采用220V电压供电。图1-15所示为家用低压供配电线路的基本结构组成。

在单相供配电系统中,根据电路接线方式不同,有单相两线制和单相三线制两种。

(1)单相两线制 单相两线制是指供配电线路仅由一根相线(L)和一根零线(N)构成,通过这两根线获取220V单相电压,分配给各用电设备。图1-16所示为典型的单相两线制配电系统在家庭照明中的应用。

图1-15 家用低压供配电线路的结构组成

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图1-16 单相两线制在家庭照明中的应用

(2)单相三线制 单相三线制是在单相两线式基础上,添加一根地线。其中,地线与相线之间的电压为220V,零线(中性线N)与相线(L)之间电压为220V。由于不同接地点存在一定的电位差,因而零线与地线之间可能有一定的电压。

图1-17所示为单相三线制在家庭照明中的应用。

图1-17 单相三线制在家庭照明中的应用

1.2.2 三相供配电

三相供配电是指采用交流三相电源作为能量源进行供电和配电的系统。在工厂、建筑工地、大部分工业用大功率设备、电力拖动等动力设备以及楼宇中的电梯等多采用380V(三相电)电压供电。

三相电源系统广泛应用于电力传输和分配的电路和设备中。实际上,住宅用电的供给是从三相供配电系统中抽取其中的某一相电压。目前,常见的三相供配电主要有三相三线制、三相四线制以及三相五线制三种。

(1)三相三线制 高压电经过变压器变压后,变成低压380V,由变压器引出三根相线,经供配电线路分配后,供给各种电气设备。每根相线之间的电压为380V,因此额定电压为380V的电气设备可直接连接在相线上,如图1-18所示。

(2)三相四线制 三相四线制供电方式与三相三线制供电方法不同的是从变压器输出端多引出一条零线,如图1-19所示,接上零线的电气设备在工作时,电流经过电气设备进行做功,没有做功的电流就可经零线回到电厂,对电气设备起到了保护的作用,这种供配电方式常用于380/220V低压动力与照明混合配电。

图1-18 三相三线制在电力拖动系统中的应用

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图1-19 三相四线制的应用示意图

要点说明

在三相四线制供电方式中,三相负载不平衡或低压电网的零线过长且阻抗过大时,零线将有零序电流通过,过长的低压电网,由于环境恶化、导线老化、受潮等因素,导线的漏电电流通过零线形成闭合回路,使零线也带一定的电位,这对安全运行十分不利。在零线断线的特殊情况下,单相设备和所有保护接零的设备会产生危险的电压,这是不允许的。

(3)三相五线制 图1-20所示为典型三相五线制应用的示意图。在上文所述的三相四线制供电系统中,再把零线的两个作用分开,即一根线做工作零线(N),另一根线做保护零线(PE或地线),这样的供电接线方制称为三相五线制供电方式。

图1-20 三相五线制的应用示意图