電網三相電如何轉換到家用電？

2026-04-30 知識百科

我們來看下圖：

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這是一個居民小區，里面居家很多。因此，在小區內有總配電室和一級配電設備，還有中間的二級配電設備，以及居家樓的電度表箱。電能經過這些環節，最后到我們的住家門口，并且與我們居家內的配電箱相連接，由此完成居家配電工作。
下圖是小區配電系統的示意圖：

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這張圖比較大，我們來分部分仔細看看：

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圖的左邊是一級配電設備。我們看到有變壓器T，它的任務是把10kV的中壓電壓變為400V/230V的低壓電壓。
注意：我們把變壓器低壓側的電壓400V/230V叫做系統電壓，此電壓是低壓配電系統的最大值。其中400V是三相之間的線電壓，而230V是各相對中性線的相電壓，它們之間相差1.732倍。
一級配電設備又叫做一級低壓開關柜，它有進線回路，有系統母線，有許多饋電回路。進線和饋電一般采用三極斷路器。
請特別注意：
我們發現，變壓器低壓側三相繞組的中性點接地，然后引到一級配電設備的母線上。這種接地被稱為工作接地或者系統接地，其目的是建立地電位或者零電位。
從系統接地點引出的導線被稱為PEN線，也即零線。三條相線有時也被稱為三相火線，三條相線的標記為L1、L2和L3 。
根據IEC和國家的相關標準，這樣的接地系統被稱為TN-C 。對應的標準號是：IEC60364-1和GB16895.1 。
我們繼續看：
從一級配電設備的某饋電回路引出一條四芯電纜，將電能送往中間的二級配電設備。
為什么會有二級配電設備？其原因是：由于居家樓很多，如果全靠一級配電設備來分配電能，則一級配電設備會很龐大且復雜，所以用二級配電設備來進行二級分配電能。
二級配電設備內有進線開關，有母線，還有饋電回路。進線開關采用刀熔開關，饋電回路采用熔斷器或者斷路器。圖示為熔斷器。
我們看到，圖中的右側由三只熔斷器構成饋電回路，將電能輸送到居家配電電纜2上。
注意：
經過一級配電設備和二級配電設備，由于有配電線路的壓降，使得二級配電設備輸出的電壓降低為380V/220V 。這個電壓被稱為標稱電壓，是所有居家配電和用電電器的工作電壓。
在GB156-2001（標準電壓）標準中，有關于系統電壓和標稱電壓的相關規定。
我們繼續，看下圖：

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我們看到，來自于二級配電設備的居家配電電纜2的電能被送到左下方的計量電度表箱的入口處。
注意，按照國家標準，三條相線的顏色按相序分別是黃綠紅， PEN線是藍色的。
假設居家單元樓有6層，每層有2家，于是1層和2層用L1相（A相）， 3層和4層用L2相（B相），而5層和6層則使用L3相（C相）。從圖中可以看到，三相被分別送到12只電度表內，并從電度表中引出到各家的入戶處。
請特別注意：
我們看到，從居家配電電纜2引出的PEN零線，被送到上圖的右側，與接地扁鋼MEB相連接，然后分開為N線和PE線。 N線的名稱是中性線，而PE線的名稱是保護線。從此以后，零線已經不存在了，只有N線和PE線。
這種接地方式被稱為保護接地，它的目的就是保護人身安全。
在IEC60364和國家標準GB16895-1中被定義為TN-C-S接地系統。
注意到PE線的顏色是黃綠色的。黃綠色線只能使用于地線，并且在任何電器的內部，以及配電線路中都是如此，這是被IEC60364和GB16895中強制規定的。
我們看到， N線被引到電度表中，最后與相線和PE線一起，被送往各個居家的入戶處。見圖中的右下方。
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從以上描述我們看到了幾件事：
第一：我們看到了如何從三相電壓變換到單相電壓的過程，也即380V電壓與220V電壓的關系。由此回答了題主的問題：如何從三相電壓變換為家用電壓。
相信，題主從此描述中應當得到明確的答案。
第二：我們看到了系統的接地方式，包括系統接地和保護接地，并且明確了TN-C接地系統的意義和TN-C-S接地系統的意義；
第三：我們看到MEB接地扁鋼。事實上， MEB是和建筑物的鋼筋網連接在一起的，這樣就能確保家用電器的金屬外殼保持為地電位。
第四：我們看到了各級配電系統的分類和定義。
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最后，我們來看看居家配電系統。
下圖是我繪制的居家配電系統圖。由于此圖在知乎上已經解釋了N遍，因此忽略釋疑：

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最后，說說居家配電系統是如何建立起來的。
對于小區配電系統，它是建筑設計院的工程師們設計的，并且由建筑公司和電業公司組建起來，內容包括：電力變壓器的安裝，中壓10kV配電系統和配電柜，低壓400V一級配電系統和配電柜，二級配電系統和配電柜，各種電纜的敷設，各個居民樓的電度表箱的安裝和接線，還有居家內部的總配電箱的配套和安裝工作。
換句話說，建筑公司和電業公司完成了從變壓器到我們居家入戶處的全部配電線路的組建和安裝配套工作。
居家內部的線路由裝修公司完成。有時，根據居家配電系統的要求，會將居家配電箱更換。
小區配電系統設計和施工規范是：GB50054-2011《低壓配電設計規范》。此規范系由國家住建部撰寫和規定的。
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我們來看IEC60364-1中給出的有關TN-C-S的圖：

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在圖的左上方，我們看到了電力變壓器的三個低壓繞組，以及它們的公共線。我們看到，公共線直接接地。這就是系統接地，也即工作接地。中性點接地后，引出一條線，被定義為PEN線。這條PEN線就是零線。三條相線L1/L2/L3和PEN一直向右引出，我們看到PEN線第二次接地，圖中的英文標明為重復接地。重復接地點一般安排在一級配電設備的進線回路中。
在實際使用中，如果變壓器距離一級配電設備很近，則系統接地和重復接地可以合并，也即取消系統接地，保留重復接地。
在上圖的中間，我們看到零線PEN開始分開，分開點就在我繪制的電度表箱圖中。分開前必須再次重復接地，也即MEB接地點。
事實上， PEN線允許多點接地，而且也要求多點接地。多點接地的好處是防止PEN線斷裂后斷點后部的PEN線會帶上較高的電壓。這是很必要的，因為居家內各個電器的外殼都與PE線相連，若入戶前不再次接地，則一旦入戶處PEN線斷裂，則家里所有電器的外殼都有可能帶電。
我們看到，當PEN線分開為N線和PE線后，系統共有5根線，這也是國內把TN-S和TN-C-S的-S部分稱呼為三相五線制的原因。
當然，我不建議大家使用三相五線制這個稱呼。因為所謂線指的是正常運行時必須有電流流過的導線， PE線在正常時是沒有電流流過的。因此， TN-S是三相四線制， TN-C和TN-C-S也是三相四線制。
題主問題的答案其實就是圖中右半部份的某條相線與PE線及N線構成的組合而已。
另外，請大家注意到圖中兩個負載的N線的接法：
中間那個負載，我們看到PEN線首先接到負載的外殼接線端子，然后再引到N線接線端子，由此體現出PEN線也即零線的功能中保護優先；右邊的那個負載比較清楚，三條相線、N線和PE線分別接入負載。當然對于單相負載來說，例如家里的電冰箱和空調，只是取用了三條相線中的一條而已。
網友A的另一種解釋
首先：高壓三相電到小區變壓器后，才引出我們的家用（單相）電的。
一般高壓側的電壓為10kV,那么，經過變壓器降壓之后，得到的就是220V的abc三相低壓電
（如下圖）

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上圖的為三相四線制供電系統。
所謂三相四線制，就是像上圖那樣， a、b、c都是所謂的火線，它們之中的任何一條與零線N配合供電就是我們居民用戶需要的火線和零線。
當然，為了不造成浪費，讓三跟火線都用上，我們的零線N一般會再分裂出兩根與火線b、c配合著用。也就是經過上面的那個引出，可以直接引出三組“火線+零線” 。
所以，簡單地說就是經過小區變壓器后，我們就獲得了“火線a+零線”、“火線b+零線”、“火線c+零線”三組家用電了。
2、得到這三組電之后，我們還需要進行分配：
假設這個小區只有三棟樓房，那么每一棟各引一組“火線+零線”組合過去就可以了。
假如我們簡單地把每個家庭都看成是一個電阻的話，那么就可以看到下圖這個情況：

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3、關于功率平衡問題：以前老師上課提到過。就是主要在分配負荷的時候要注意均勻分配。
好比剛剛那個一個小區，假如1棟的用電量是2、3懂的好幾倍，那么a相的負荷則為b、c相的好幾背，這將出現很大的負荷、電流不平衡問題。
所以在分配時，先估算總體的負荷情況，然后平均分配。
4、關于漏電：
我們經常會說“漏電”，所謂漏電就是你的家用電器的金屬外殼和火線之間有直接接觸，使金屬外殼帶電。（多是家電里面的線的絕緣膠老化了使得導線直接碰觸到外殼）

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當我們人手去接觸電器金屬外殼時，相當于我們人直接與火線接觸了，也就是你和220V電壓來了一次親密接觸，么么噠。
當我們把外殼接地的時候，漏電的電流是直接經過接地導線進入地的，像這樣：

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而家電的外殼又是怎樣接到地線上的？

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插頭接線如上；

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插座接線如上；
我國大部分地區都是采用TN-S系統供電， TN-S系統如下圖：

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這樣的供電方式叫三相五線制，也就是接入你家的線是“火線+零線+地線”組合，比三相四線制多了一根地線，用來防止發生漏電事故的，所以第三根接地線PE也叫保護線。
那么家電的金屬外殼是通過插座的接地孔，然后再引接到PE（接地線）上的。
外插一段小故事：
去年在廣州某老街區開展義修過程中就遇到過一個“漏電”的問題，
一位老伯拿著他家那個估計用了七八年的電飯煲過來說：“后生仔，幫我睇下，經常漏電。 ”
晚生先插電測試了下，果然漏電，好吧，修修修。一拆開電飯煲：
里面居然跑出來兩個小強啊?。。。ò⒉?，你家不用買肉了。）
后來，發現是它電飯煲的金屬外殼到插頭地線的那段導線斷了，三下五除二地幫阿伯接好之后。
用電筆測試了先，不漏電了。這時阿伯深表懷疑，要哥哥我用手去摸一下，
當時真是數千個草泥馬在心中奔騰而過??！
不過比較相信自己的技術，嗯啊，摸了下，沒事??！哈哈哈
這個故事其實是想告訴大家：
家電太老了，該淘汰的就要淘汰，不要說有點點的小問題還湊合著用，觸電事故前是僥幸心理，但發生嚴重的觸電事故，那就是追悔莫及了！
5、最后關于低壓系統保護措施的拓展（針對電氣專業的朋友）：
關于低壓電力系統的保護措施：

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TT系統：需要另外花錢，這個接地，電網一般是不會幫你安裝的。
【電網三相電如何轉換到家用電？】

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IT系統：帶電部分與大地之間不直接連接（經阻抗接地或者不接地），而電氣裝置的外露導線部分則是接地的。

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