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为什么电力行业普遍采用三相五线制？

发布于：2017-11-01 11:34:01 来自：电气工程/供配电技术 [复制转发]

三相五线制是什么？

在三相四线制制供电系统中,把零线的两个作用分开,即一根线做工作零线(N),另外用一根线专做保护零线(PE),这样的供电结线方式称为三相五线制供电方式.三相五线制包括三根相线、一根工作零线、一根保护零线.三相五线制的接线方式如下图所示。

为什么不是“四相”五相”？

你先要明白“相”在电中的含义，相是指相位角，比如常说的三相电，是指相位角在空间互成120°交流电。如果使用移相技术，就比如简单的电容移相，我们一样可以得到四相、五相、N相都可以！

但那在电力拖动中没有实际的应用意义，只在电子技术中有时用到。为什么在电力拖动中大都使用三相（当然有时会用到单相），而不是四相、五相呢？因为发电机的三相绕组在空间120°分布时，交变磁力线均可最大限度的切割它们，成而最以限度的发出电能。而三相用电器呢，除了相反的原理外，三相互成120°的回路又能最大限度的使用电能！

三相五线制供电的原理

在三相四线制供电中由于三相负载不平衡时和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，致使零线也带一定的电位，这对安全运行十分不利。
在零干线断线的特殊情况下,断线以后的单相设备和所有保护接零的设备产生危险的电压，这是不允许的。
如采用三相五线制供电方式，用电设备上所连接的工作零线N和保护零线PE是分别敷设的，工作零线上的电位不能传递到用电设备的外壳上，这样就能有效隔离了三相四线制供电方式所造成的危险电压,使用电设备外壳上电位始终处在“地”电位，从而消除了设备产生危险电压的隐患。

从线路的性质上来说，火线（相线）是提供能源的线路，零线是单相电路中，给提供能源的线路一条电流回路（和相线形成电流通道）的线路，地线是作为保护电器设备、防止漏电而发生事故的一条“非正常”电流通道。

这三条线，正常工作时，由相线（某一个单位时间内）提供电流，经过用电设备（负载）后由零线回到电源端；正常情况下，地线是没有任何电流通过的。所以从性质上来看，这三条线路中的零线和地线，是不允许“并用”或合用的。

为什么电力行业普遍采用三相五线制？

三相五线是低压终端配电用，而输变电的交流系统是三线制，以及直流两线制。在发电系统中，三相制因为每相角差120度，三相是均衡的接力输出波峰，而增加更多相只是增加发电机及变电设备复杂性，完全浪费资源。
交流输电由于存在线间电容及线地电容的容抗回路，形成无功损耗，线网越大无功损耗越大。所以在远距离输电上己改为超高压直流输电，更减少了线用量。用电效主要是用电器的效率，目前开关电源基本可以做到95%的效率，而新型节能电机也能达到80%以上，己经很难再提高了。