淄博西门子S7-300模块代理商

时间：2023-04-20

作者：浔之漫智控技术（上海）有限公司

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相电压和线电压的定义

入户电压为220V的用户，称为单相用户，其入户线路有两根，分别为火线与零线。所谓“单相”，其实是指单根相线，这个相线就是我们常说的火线，因为它一直带有电压，所以就跟带火一样危险。而零线其实就是中性线，因为它在正常情况下是直接接地的，所以电压能保持为0V，就称为零线。

显然，火线(或者说相线)与零线(或者说中性线)之间的电压称为相电压，火线与火线之间的电压称为线电压，但这是基于存在零线的情况下的。如果三相线路采用三角形接法时，那么它是没有零线(中性线)的，此时的相电压和线电压有如何定义呢?

图1-1

不管是三角形接法还是星形接法，三相电路中，三相电源和三相负载中每一相的电压称为相电压，各输电线的线端之间的电压，称为线电压，如下图1-1所示。显然，相电压是基于电源和负载的，而线电压是基于输电线路的。

例如上文所说的单相用户，就可以看成三相电路中的每相负载，如下图1-2所示。配电变压器低压侧引出四根线，即三相四线制的三根火线与一根零线，每个单相用户都选择三根火线中的一根分接，而零线都是从总零线分接，这样就可以形成单相回路，为单相负载供电。

接在同一根火线上的所有单相用户为并联关系，电压都是220V，把他们看作一个整体，作为该相负载，如上图1-2所示的C相负载，这其实是两个单相用户并联后的总负载。

知道了什么是相电压和线电压后，我们就可以分析220V和380V之间的数值关系啦，接下来让我们一起看看它们的区别到底在哪里吧!

二、220V和380V的区别

根据图1-1所示的电路，我们可以发现，在三角形接法中，相电压的正负极其实就是线电压的正负极，即相电压直接等于线电压，这没什么好说的。我们主要看星形接法下的电压关系，而星形连接方式也是配电变压器低压绕组所采用的连接方式。

为了便于分析，我们可以用相量来表示相电压和线电压，所谓“相量”，其实就是用带有头的有向线段来表示电压，不理解的可以把它当作数学中的向量。其中相量的方向表示电压的初相位，长度表示电压的大小，如下图1-3所示的3个相电压，它们的相位依次互差120°，长度均相等，表示220V的电压大小。

图1-3

关于头的指向与初相位的关系，我们可以参考直角坐标轴，如图1-3所示，横轴正半周对应角度为0°，按逆时针旋转，角度变大，例如纵轴正半轴对应90°角，顺时针旋转，角度变小，例如纵轴负半轴对应角度为-90° 。

图1-3的3个相电压中，A相电压相量初相角为0°，B相滞后A相120°，所以在图中表示为顺时针旋转120°，同理C相电压相量**前A相电压120°，所以逆时针旋转120°。此时3个相电压对称。

图1-4

星形接法中，线电压是等于两个相电压的相量差的，如图1-4所示，例如线电压UAB 等于相电压UA 减去UB 。注意，这里的相减不是简单的数值相减，而是相量的相减。至于为什么UAB 等于相电压UA 减去UB ，可以这样理解，中性点N接地，的电位为零，所以A相的电压其实就是端点A的电位，同理，端点B的电位为UB ，端点AB间的电压为两点的电位差，这就是线电压UAB 。

那么，相量的相减如何计算呢?在回答这个问题之前，我们先来看一个例子。如下图1-5所示，有甲、乙两个人，从起点(中性点)出发，分别沿UB 、UA 两个方向前进220米，UB 、UA 两个方向夹角为120°，问最后甲和乙之间的距离为多少米。

图1-5

这个问题的计算很简单，甲乙终点间的距离可以用乙的位移减去甲的位移，结合三角函数的知识，将甲、乙的起点与终点连在一起，可以发现这是一个等腰三角形，如下图1-6所示。等腰三角形的角平分线和高为同一条线，且与底边交点即为底边中点。

图1-6

三角形内角和为180°，**角为120°，可以得出两个底角为(180°-120°)/2=30°。直角三角形(绿红黑)的红色边长就等于220×cos30°，如图1-6所示，较终就可以得出甲、乙终点间的距离为220√3≈380米(红色边长的两倍)。

同理，相量UA 和UB 的相减其实就是UA 和UB 尾端间的长度，对比图1-3和图1-6，可以发现，甲乙终点间距离也就是线电压UAB 的长度，而长度又表示电压大小，所以在相电压为220V时，可以得出线电压为380V。

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