淄博西門子S7-300模塊代理商

時間：2023-04-20

作者：潯之漫智控技術（上海）有限公司

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相電壓和線電壓的定義

入戶電壓為220V的用戶，稱為單相用戶，其入戶線路有兩根，分別為火線與零線。所謂“單相”，其實是指單根相線，這個相線就是我們常說的火線，因為它一直帶有電壓，所以就跟帶火一樣危險。而零線其實就是中性線，因為它在正常情況下是直接接地的，所以電壓能保持為0V，就稱為零線。

顯然，火線(或者說相線)與零線(或者說中性線)之間的電壓稱為相電壓，火線與火線之間的電壓稱為線電壓，但這是基于存在零線的情況下的。如果三相線路采用三角形接法時，那么它是沒有零線(中性線)的，此時的相電壓和線電壓有如何定義呢?

圖1-1

不管是三角形接法還是星形接法，三相電路中，三相電源和三相負載中每一相的電壓稱為相電壓，各輸電線的線端之間的電壓，稱為線電壓，如下圖1-1所示。顯然，相電壓是基于電源和負載的，而線電壓是基于輸電線路的。

例如上文所說的單相用戶，就可以看成三相電路中的每相負載，如下圖1-2所示。配電變壓器低壓側引出四根線，即三相四線制的三根火線與一根零線，每個單相用戶都選擇三根火線中的一根分接，而零線都是從總零線分接，這樣就可以形成單相回路，為單相負載供電。

接在同一根火線上的所有單相用戶為并聯(lián)關系，電壓都是220V，把他們看作一個整體，作為該相負載，如上圖1-2所示的C相負載，這其實是兩個單相用戶并聯(lián)后的總負載。

知道了什么是相電壓和線電壓后，我們就可以分析220V和380V之間的數值關系啦，接下來讓我們一起看看它們的區(qū)別到底在哪里吧!

二、220V和380V的區(qū)別

根據圖1-1所示的電路，我們可以發(fā)現，在三角形接法中，相電壓的正負極其實就是線電壓的正負極，即相電壓直接等于線電壓，這沒什么好說的。我們主要看星形接法下的電壓關系，而星形連接方式也是配電變壓器低壓繞組所采用的連接方式。

為了便于分析，我們可以用相量來表示相電壓和線電壓，所謂“相量”，其實就是用帶有頭的有向線段來表示電壓，不理解的可以把它當作數學中的向量。其中相量的方向表示電壓的初相位，長度表示電壓的大小，如下圖1-3所示的3個相電壓，它們的相位依次互差120°，長度均相等，表示220V的電壓大小。

圖1-3

關于頭的指向與初相位的關系，我們可以參考直角坐標軸，如圖1-3所示，橫軸正半周對應角度為0°，按逆時針旋轉，角度變大，例如縱軸正半軸對應90°角，順時針旋轉，角度變小，例如縱軸負半軸對應角度為-90° 。

圖1-3的3個相電壓中，A相電壓相量初相角為0°，B相滯后A相120°，所以在圖中表示為順時針旋轉120°，同理C相電壓相量**前A相電壓120°，所以逆時針旋轉120°。此時3個相電壓對稱。

圖1-4

星形接法中，線電壓是等于兩個相電壓的相量差的，如圖1-4所示，例如線電壓UAB 等于相電壓UA 減去UB 。注意，這里的相減不是簡單的數值相減，而是相量的相減。至于為什么UAB 等于相電壓UA 減去UB ，可以這樣理解，中性點N接地，的電位為零，所以A相的電壓其實就是端點A的電位，同理，端點B的電位為UB ，端點AB間的電壓為兩點的電位差，這就是線電壓UAB 。

那么，相量的相減如何計算呢?在回答這個問題之前，我們先來看一個例子。如下圖1-5所示，有甲、乙兩個人，從起點(中性點)出發(fā)，分別沿UB 、UA 兩個方向前進220米，UB 、UA 兩個方向夾角為120°，問最后甲和乙之間的距離為多少米。

圖1-5

這個問題的計算很簡單，甲乙終點間的距離可以用乙的位移減去甲的位移，結合三角函數的知識，將甲、乙的起點與終點連在一起，可以發(fā)現這是一個等腰三角形，如下圖1-6所示。等腰三角形的角平分線和高為同一條線，且與底邊交點即為底邊中點。

圖1-6

三角形內角和為180°，**角為120°，可以得出兩個底角為(180°-120°)/2=30°。直角三角形(綠紅黑)的紅色邊長就等于220×cos30°，如圖1-6所示，較終就可以得出甲、乙終點間的距離為220√3≈380米(紅色邊長的兩倍)。

同理，相量UA 和UB 的相減其實就是UA 和UB 尾端間的長度，對比圖1-3和圖1-6，可以發(fā)現，甲乙終點間距離也就是線電壓UAB 的長度，而長度又表示電壓大小，所以在相電壓為220V時，可以得出線電壓為380V。

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