三相电变为家庭220V,市电火线和零线关系,为什么用三相电输送

参考:
https://www.zhihu.com/question/30555841/answer/85723024

在这里插入图片描述
上面是电力系统的主要组成,发电站发电后升压传输,然后到各大城市再降压使用。
我们看到电塔上都是三根线,那么因为整个过程都是三相电。
为什么用三相电?
三相交流的原理是什么?日本人用动画讲明白!
上面的动画讲得很明白,就是可以省线降成本。
因为三相电的特性,我们传输3组电只需要用3根线,否则就要用到6根!
我们一般在工厂看到三相电,不是3根线,而是4根或者5根,这是常说的三相四线制、三相五线制。
明明发电厂、电塔传输的都是3根线,到用电处时多的线哪来的呢?
在这里插入图片描述
是从用电处的三相降压变压器来的,可以看到变压器输入是3根线,输出是4根线,从输出三根线的中心拉了根线出来,叫做N线(零线)。
拉出来的N线在后面三相电转成家庭220V时就会用到,因为三相中任意两相压差是380V,但是三相与N线的压差是220V!

三相四线制、三相五线制的介绍和区别?
三相五线制比三相四线制多了一根PE线,作用跟市电在火线和零线外多加的PE线相同,都是为了防止外壳漏电时电到人。

这里还有个问题,工厂的三相电可以直接用,但是我们家庭用的是火线和零线两根线,三相线是怎么转换的?
那就要从家庭的配电网络来说了。

<think>我们正在使用NI Multisim绘电路图,需要表示市电的L(火线)、N(零线PE(保护接地)。根据引用[2]引用[3],Multisim是一款电路仿真软件,支持数字电路模拟电路设计。在原理图环境中,我们可以设置电路图属性,包括显示元器件、网络名称等。 在Multisim中,通常使用交流电源(AC Voltage Source)来表示市电,但标准交流电源符号只有两个端子(正负或热端冷端)。为了明确表示L、N、PE,我们可以采取以下步骤: 1. **使用交流电源符号**:在Multisim的元件库中,可以找到交流电压源(AC Voltage Source),它通常有两个引脚。我们可以将其中一个引脚视为火线(L),另一个引脚视为零线(N)。但是,这个符号本身并没有直接提供保护接地(PE)的引脚。 2. **添加接地符号**:在Multisim中,接地符号(Ground)是非常重要的。我们可以将零线(N)连接到接地符号,但这通常表示的是参考地(即电路中的公共参考点),而不是保护接地(PE)。在大多数电路仿真中,我们并不区分工作接地保护接地,因为仿真主要关注电路功能。 3. **明确区分L、N、PE**:为了在电路图中明确标出L、N、PE,我们可以: - 使用网络标签(Net Label)来标记导线。例如,将火线标记为“L”,零线标记为“N”,保护接地标记为“PE”。 - 对于保护接地(PE),我们可以使用一个单独的接地符号,并标记为“PE”。在Multisim中,接地符号默认是参考地(GND),但我们可以修改其属性,将其网络名称改为“PE”。 4. **具体操作步骤**: a. 放置交流电压源:从电源库(Sources)中选择“交流电压源”(AC Voltage Source),放置在电路图中。 b. 放置接地符号:从电源库中选择“接地”(Ground),放置两个接地符号。一个用于零线(N),另一个用于保护接地(PE)。 c. 连接电路:将交流电压源的一个引脚连接到零线接地符号(这个接地符号的网络名称可以修改为“N”),另一个引脚作为火线(L),并标记为“L”。另外,单独放置一个接地符号作为保护接地(PE),并标记为“PE”。 d. 修改网络名称:双击接地符号,在属性中修改网络名称(Net Name)。例如,将零线对应的接地符号的网络名称改为“N”,将保护接地符号的网络名称改为“PE”。同时,在火线上放置一个网络标签(通过Place->Net Label),将其命名为“L”。 5. **注意**:在Multisim中,所有接地符号在电气上默认是连接在一起的(即同一个节点)。因此,如果我们需要将保护接地(PE)与零线(N)在电气上分开(现实中它们通常是分开的,但在仿真中可能不需要实际分离),我们可以通过设置不同的网络名称,但要注意,在仿真中,如果它们没有连接在一起,可能会影响仿真结果(因为仿真需要参考地)。通常,在仿真中,我们只需要一个参考地(即零线N作为参考地),而保护接地(PE)在仿真中可能不需要实际连接元件,只是作为安全接地的表示。 6. **替代方案**:如果我们需要更符合实际市电的符号,Multisim可能没有直接提供三线(L, N, PE)的电源符号,但我们可以自己创建一个。通过创建子电路(Hierarchical Block)或使用多引脚连接器来表示。 然而,对于大多数仿真需求,我们通常将零线(N)连接到参考地(GND),火线(L)作为交流电源的热端,而保护接地(PE)在仿真中可能不需要,除非有特殊的接地要求(如漏电保护等)。因此,简单的方法就是: - 交流电源一端为L,另一端为N(并接参考地GND)。 - 另外,在需要保护接地的地方,放置一个接地符号,并将其网络名称改为“PE”,但注意,这个PE在电气上与其他接地是隔离的(除非我们手动连接),所以通常我们不会将PE与N连接,而是单独连接到设备的金属外壳等。 由于在仿真中,保护接地(PE)通常不参与电路功能,所以我们可以仅在需要的地方放置PE接地符号,而不连接任何元件(仅表示连接点)。或者,如果仿真需要,我们可以将PE与参考地(GND)连接,但这并不符合实际(实际中PEN是分开的,但在变压器处会连接在一起)。 因此,总结如下: 在Multisim中绘市电火线(L)、零线(N)保护接地(PE): 1. 放置一个交流电压源(例如220V/50Hz)。 2. 放置两个接地符号:一个用于零线(N),将其连接到交流电压源的一个引脚,并修改该接地符号的网络名称为“N”(实际上,这个接地符号就是参考地,我们将其命名为N,表示零线)。 3. 交流电压源的另一个引脚就是火线(L),我们在这个引脚连接的导线上放置一个网络标签“L”。 4. 在需要保护接地的地方,放置一个接地符号,并修改其网络名称为“PE”。注意:这个PE在电气上是独立的节点,如果需要将其与某些点连接(如设备外壳),则用导线连接。 这样,我们就有了三个明确的标识:L、N、PE。 注意:在仿真中,参考地(GND)是必须的,而我们将零线(N)作为参考地。保护接地(PE)在仿真中可能不会影响电路功能,但为了图纸规范,我们将其画出。 下面我们通过一个简单的示意图来说明: 假设我们要绘一个带保护接地的电源插座,我们可以这样画: ``` 交流电压源(220V) | |---(引脚1)--- 网络标签:L |---(引脚2)--- 接地符号(网络名称改为N) 另外,在插座的外壳连接点处放置一个接地符号(网络名称改为PE) ``` 在Multisim中操作: 1. 打开Multisim,新建一个电路图。 2. 点击“放置”->“元件”,在“Group”中选择“Sources”,然后选择“POWER_SOURCES”,在“Component”列表中选择“AC_VOLTAGE”(交流电压源),选择一个合适的电压(如220V)。 3. 从同一组中,选择“GROUND”,放置两个接地符号。 4. 将交流电压源的一个引脚连接到第一个接地符号(这个就是N),另一个引脚悬空(作为L)。 5. 在悬空的引脚处画一段导线,然后点击“放置”->“网络标签”,输入“L”,然后放置在导线上。 6. 双击第一个接地符号(连接在N上的),在属性对话框的“Net name”中输入“N”(注意:默认可能是GND,我们改为N)。 7. 双击第二个接地符号(用于PE),在属性对话框的“Net name”中输入“PE”。 8. 然后,我们可以将这个PE连接到需要保护接地的位置(比如一个三孔插座的PE引脚)。 这样,我们就有了L、N、PE。 注意:在仿真时,Multisim要求必须有一个参考地(即网络名称为GND的接地符号),否则仿真会报错。因此,我们通常将零线(N)的接地符号的网络名称保留为GND(即不要修改?)或者,我们可以将零线(N)的接地符号的网络名称改为GND(因为参考地就是零线),而保护接地(PE)则用另一个网络(PE)表示。但是,如果我们修改了接地符号的网络名称,那么我们需要确保有一个网络名称为GND的接地符号作为参考地。因此,我们可以: - 将零线(N)的接地符号的网络名称改为“N”,同时,为了满足仿真要求,我们还需要放置一个网络名称为GND的接地符号,并将这个GND与N连接(因为实际电路中零线接地的)。这样,NGND在电气上是同一个节点。 但是,更常见的做法是:将零线(N)的接地符号的网络名称保留为GND(即不修改),然后在图中用网络标签“N”标记在零线上(即从接地符号引出的导线上放置网络标签“N”)。这样,既满足了仿真需要(有GND),又标明了零线(N)。 因此,调整步骤: 1. 放置交流电压源。 2. 放置一个接地符号(用于零线),连接到交流电压源的一个引脚,这个接地符号的网络名称保持为“GND”(默认),然后在这条导线上放置一个网络标签“N”(表示零线)。 3. 在交流电压源的另一个引脚连接的导线上放置网络标签“L”。 4. 放置另一个接地符号(用于保护接地),修改其网络名称为“PE”,并在需要的地方连接。 这样,我们就有: 火线:L(网络标签) 零线:N(网络标签,实际连接到GND) 保护接地:PE(单独的网络) 这样,在仿真中,参考地是GND(即零线N),而PE是另一个接地点(如果需要,我们可以将PE与GND连接,但实际中在用户端它们是分开的,在变压器端才连接在一起,所以仿真时可以不连接)。 综上所述,在Multisim中绘市电的L、N、PE可以通过网络标签接地符号来实现。 注意:引用[3]提到,在电路图属性设置中,我们可以控网络名称的显示。因此,如果我们放置了网络标签,确保在“电路图可见性”选项卡中勾选了“网络名称”的显示。 下面我们生成相关问题。</think>### 如何在NI Multisim中绘市电火线(L)、零线(N)保护接地(PE) 在NI Multisim中绘市电的L、N、PE线,主要通过以下步骤实现: #### 1. **放置交流电源** - 打开元件库(快捷键 Ctrl+W) - 选择 `Sources → POWER_SOURCES → AC_VOLTAGE` - 放置220V/50Hz交流电源(默认值可修改) - 此时电源有两个引脚:正端(火线L)负端(零线N) #### 2. **添加接地符号** - **零线(N)接地**: - 从 `Sources → POWER_SOURCES` 选择 `GROUND` - 连接到交流电源的负端引脚 - 双击接地符号,将网络名称改为 `N` [^3] - **保护接地(PE)**: - 再放置一个 `GROUND` - 双击修改网络名称为 `PE` - 连接到设备外壳或需要保护的金属部件 #### 3. **标记火线(L)** - 选择交流电源正端引脚 - 点击 `Place → Net Label`(或快捷键 Ctrl+L) - 输入网络名称 `L` 并放置到导线上 - 确保在"电路图属性"中勾选"网络名称"可见性[^3] #### 4. **完整连接示例** ```plaintext 交流电源 │ ├──(正端)────[L]───> 设备负载 │ └──(负端)────[N]───┐ │ [GROUND](网络名=N) │ 设备外壳──────[PE]───┐ │ [GROUND](网络名=PE) ``` #### 5. **验证设置** - 按 `F5` 进入仿真模式 - 用探针测量 `L-N` 间应有220V交流电压 - `PE` 应显示0V电位(独立接地) > **关键提示**: > 1. 必须通过 `GROUND` 元件实现接地(不可直接画线到空白处) > 2. 网络名称需手动标记(L/N/PE) > 3. 在电路图属性设置中启用网络名称显示[^3] > 4. 保护接地(PE)需物理隔离,不与零线(N)直接短接 --- ### 相关问题 1. **Multisim中如何模拟市电对电子设备的影响?** (如电压波动、雷击浪涌等) 2. **保护接地(PE)工作接地(GND)在Multisim仿真中有何区别?** (功能差异与实现方式) 3. **如何创建带L/N/PE标识的自定义电源符号?** (使用Hierarchical Block或元件编辑器) 4. **Multisim仿真三相市电系统时需要注意哪些设置?** (相序、相位差、接地方式等) [^1]: 本仓库提供了专门卸载工具解决NI Multisim安装异常问题 [^2]: Multisim支持在虚拟环境中构建仿真数字/模拟电路 [^3]: 通过"电路图属性设置"可控网络名称的显示状态
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