電是矢量,它有方向和大小物理量。在交流發電機定子三相線圈是成120度電角度對稱排列的。我們日常用電都是經過配電變壓器降壓供電,變壓器二次側是星形接法,它有三個火線(分別是A B C三根相線)并且在中性點做工作接零,引出來一根線就是零線。
線電壓與相電壓矢量圖
我們把兩個不同相(火線)的電壓叫做線電壓,相(火線)與中性線的電壓叫做相電壓;通過線電壓的矢量圖我們可知,一個火線是220V,兩根火線就是380V。
這個要從我國的國情說起,因為我國規定居民用電的電壓等級宜為220/380V。那為什么兩根火線是380V,單根是220V呢,先看下面:
1、電能的來源
電能是通常是由發電機發出來的(當然,現在的新能源,如:太陽能發電,風力發電等也很多),然后經過發電廠的升壓變壓器升高至電網規定的電壓等級,經過線路傳輸后送至負荷中心,再經過降壓變壓器將電網電壓降低為適合用戶使用的電壓等級,也就是我們常說的380V(實際變壓器二次側電壓是0.4kV,因為要考慮線路損耗壓降),這樣就出來了380V,具體整個生產,變壓,輸送的過程如下圖所示:
2、380V電壓的形成
從上圖中我們看到變壓器T3是用戶終端變壓器,這個變壓器將一次電壓降低為居民用電電壓等級,并在變壓器的二次側引出了PEN線,也就是我們常說的零線。
有了這個PEN線后,就可以形成三相四線制供電,這就是我們經常在村莊的電線桿上看到的4根線(三根相線和一根PEN線),那么,為什么到每戶之后這4根線變成了3根線呢,為什么會是220V呢,看下圖:
3、220V電壓的形成
我們常說的380V,指的是圖上ABC(L1 L2 L3)三根相線之間的相電壓,而他們每相對地(0點)的電壓(UA0,UB0,UC0)都是220V。由于我們每戶居民的配電是按單相配電來設計的(土豪,大戶人家380V配電),因此我們的電壓都是單相電壓220V,也就是上圖中每一相(L1或L2或L3對PEN線)對PEN線的電壓。(如果在入戶前PEN進行重復接地,并分出N線和PE線,那么居家用電就變成了TN-C-S系統了,所以我們會看到入戶后原本的2根線變成了3根線)。
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原文標題:為什么一根火線是220V,兩根火線卻是380V?
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