電路第五版課件(戴偉華)第十二章三相電路

1、退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁第十二章第十二章 三相電路三相電路1212-1 -1 三相電三相電路路1212-2 -2 線電壓線電壓( (電流電流) )與相電壓與相電壓( (電流電流) )的關(guān)系的關(guān)系12-12-3 3 對稱三相電路的計(jì)算對稱三相電路的計(jì)算12-12-4 4 不對稱不對稱三相三相電路的概念電路的概念12-512-5 三相三相電路的電路的功率功率退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁 理解三相電路的概念及線相關(guān)系；掌握三相電路理解三相電路的概念及線相關(guān)系；掌握三相電路的計(jì)算方法；掌握三相電路三表法、兩

2、表法測功率的的計(jì)算方法；掌握三相電路三表法、兩表法測功率的方法。方法。三相電路的線相關(guān)系及計(jì)算。三相電路的線相關(guān)系及計(jì)算。 退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁三相電路的功率的計(jì)算。三相電路的功率的計(jì)算。講課講課5 5學(xué)時(shí)，習(xí)題學(xué)時(shí)，習(xí)題1 1學(xué)時(shí)。學(xué)時(shí)。 退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁12-112-1 三相電路三相電路三相電力系統(tǒng)的組成：三相電力系統(tǒng)的組成：三相電源、三相負(fù)載、三相輸電三相電源、三相負(fù)載、三相輸電線路。線路。一、對稱三相電源一、對稱三相電源+-AU+-BU+-CU+Au+-BuCu3個(gè)等幅值、同

3、頻率、初相依次相差個(gè)等幅值、同頻率、初相依次相差120的正弦電的正弦電壓源連接成星形壓源連接成星形( () )或三角形或三角形( () )組成的電源。組成的電源。退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁相相量量表表示示0AUUA2B120UaUUAC120UaUUtUucos2A120cos2BtUu120cos2CtUu瞬瞬時(shí)時(shí)表表示示 相相量量圖圖表表示示12-1 12-1 三相電路三相電路 對稱三相電源的表示方式對稱三相電源的表示方式單位相量算子：單位相量算子：1201aOuuAuBuC2tCUAUBU120120120波波形形表表示示退退 出出下一頁下

4、一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁0CBAuuu0CBAUUU電力系統(tǒng)一般采用正序，即電力系統(tǒng)一般采用正序，即 ABC。三相對稱交流電的瞬時(shí)值或相量之和為零。三相對稱交流電的瞬時(shí)值或相量之和為零。相序分為正序（順序）和反序（逆序）。相序分為正序（順序）和反序（逆序）。12-1 12-1 三相電路三相電路 三相電源的連接三相電源的連接 三相電源的星形連接三相電源的星形連接退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁+-CAU+-BU+-AU中性線中性線( (零線零線) )相電壓：電源每一相的電壓。相電壓：電源每一相的電壓。線電壓：端線之間的電壓

5、。線電壓：端線之間的電壓。相線相線 ( (端線、火線端線、火線) )相線相線 ( (端線、火線端線、火線) )相線相線 ( (端線、火線端線、火線) )12-1 12-1 三相電路三相電路+-AU+-BU+-CU+-CU+-ABU+-BCU線電流：端線中的電流。線電流：端線中的電流。相電流：各相電壓源中的電流。相電流：各相電壓源中的電流。AIBICI退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁12-1 12-1 三相電路三相電路 三相電源的三角形連接三相電源的三角形連接+Au+-BuCu不能引出中線不能引出中線二、三相負(fù)載的連接二、三相負(fù)載的連接星形負(fù)載星形負(fù)載A

6、BCNNAZBZCZ三角形負(fù)載三角形負(fù)載BAZCBZACZABC退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁12-1 12-1 三相電路三相電路三、對稱三相電路三、對稱三相電路對稱三相電源、相同阻抗的對稱三相電源、相同阻抗的3條端線條端線( (或輸電線或輸電線) )、對稱三相負(fù)載組成對稱三相負(fù)載組成對稱三相電路對稱三相電路。ABCNZZZ+-AU+-BU+-CUlZlZlZNZAIBICINI三相四線制三相四線制(Y-Y(Y-Y連接方式連接方式) )退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁12-1 12-1 三相電路三相電路三相三

7、線制三相三線制(Y-(Y-連接方式連接方式) )三相三線制三相三線制( (- -連接方式連接方式) )三相三線制三相三線制( (-Y-Y連接方式連接方式) )實(shí)際三相電路中，三相電源對稱，實(shí)際三相電路中，三相電源對稱，3條端線阻抗相條端線阻抗相等，三相負(fù)載不一定對稱。等，三相負(fù)載不一定對稱。ZZZABC+-AU+-BU+-CUAIBICIlZlZlZ退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁12-2 12-2 線電壓線電壓( (電流電流) )與相電壓與相電壓( (電流電流) )的關(guān)系的關(guān)系一、對稱星形電源和對稱星形負(fù)載一、對稱星形電源和對稱星形負(fù)載BAABUUU

8、CBBCUUUACCAUUUBUABUAUCUBU303AU303BU303CU線電壓與相電壓的關(guān)系線電壓與相電壓的關(guān)系 30電源或負(fù)載星形連接時(shí)，其線電流等于相電流。電源或負(fù)載星形連接時(shí)，其線電流等于相電流。結(jié)論：電源或負(fù)載星形連接時(shí)，三相線電壓也是對稱的，其結(jié)論：電源或負(fù)載星形連接時(shí)，三相線電壓也是對稱的，其大小為相電壓的大小為相電壓的 倍，相位上超前對應(yīng)的相電壓倍，相位上超前對應(yīng)的相電壓 。330退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁BAICBI30AIACI303BAI303CBI303ACIACBAAIIIBACBBIIICBACCIII電源或負(fù)載

9、三角形連接時(shí)，其線電壓等于相電壓。電源或負(fù)載三角形連接時(shí)，其線電壓等于相電壓。ACIACI線電流與相電流的關(guān)系線電流與相電流的關(guān)系結(jié)論：電源或負(fù)載三角形連接結(jié)論：電源或負(fù)載三角形連接時(shí)，三相線電流也是對稱的，時(shí)，三相線電流也是對稱的，其大小為相電流的其大小為相電流的 倍，相位倍，相位上超前對應(yīng)的相電流上超前對應(yīng)的相電流 。330BAZCBZACZABCAIBICIACICBIBAI12-2 12-2 線電壓線電壓( (電流電流) )與相電壓與相電壓( (電流電流) )的關(guān)系的關(guān)系二、對稱三角形電源和對稱三角形負(fù)載二、對稱三角形電源和對稱三角形負(fù)載退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總

10、目錄總目錄制作群主主 頁頁12-312-3 對稱三相電路的計(jì)算對稱三相電路的計(jì)算ABCNZZZ+-AU+-BU+-CUlZlZlZNZAIBICINI一、對稱三相四線制電路一、對稱三相四線制電路CBAlNNNl111UUUZZUZZZ令令N為參考結(jié)點(diǎn)，則為參考結(jié)點(diǎn)，則0 CBAUUU0 NN UZZUZZUUIlAlNNAAZZUZZUUIlBlNNBBZZUZZUUIlClNNCC退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁12-3 12-3 對稱三相電路的計(jì)算對稱三相電路的計(jì)算 對稱三相電路歸結(jié)為一相的計(jì)算方法：對稱三相電路歸結(jié)為一相的計(jì)算方法：只要計(jì)算只要計(jì)

11、算三相中的任一相，則其他兩相可按對稱順序?qū)懗?。三相中的任一相，則其他兩相可按對稱順序?qū)懗觥?CBANIIII中線電流中線電流 理論上，對稱的三相理論上，對稱的三相Y-Y電路無需中性線。電路無需中性線。二、其他連接方式的對稱三相電路二、其他連接方式的對稱三相電路 可以根據(jù)星形和三角形的等效互換，化成對稱的可以根據(jù)星形和三角形的等效互換，化成對稱的Y-Y三相電路，然后用歸結(jié)為一相的計(jì)算方法求解。三相電路，然后用歸結(jié)為一相的計(jì)算方法求解。ANZ+-AUlZAI0NNU退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁12-3 12-3 對稱三相電路的計(jì)算對稱三相電路的計(jì)算解：

12、解：303ABAUUV022030330380例例12-1 圖示對稱三相電路，已知：圖示對稱三相電路，已知： 。試求負(fù)載中各電流相量。試求負(fù)載中各電流相量。V)30cos(2380ABtu, 6 j5, 2 j1lZZABCNZZZ+-AU+-BU+-CUlZlZlZNZAIBICINIZZUIlAA6 j52 j10220A1 .5322A1 .17322BIA9 .6622CI退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁12-3 12-3 對稱三相電路的計(jì)算對稱三相電路的計(jì)算解：解：V2203ABAUU例例12-2 對稱三相電路如圖所示，已知：對稱三相電路如圖

13、所示，已知： 。求負(fù)載端的線電壓和線電流。求負(fù)載端的線電壓和線電流。V 380 , 4 j3ABlUZ, j14.42 .19ZZZZABC+-AU+-BU+-CUAIBICIlZlZlZ 將該電路變換為對將該電路變換為對稱的稱的Y-Y三相電路，則三相電路，則 8 . 4 j4 . 63YZZV0220 AU令YlAAZZUIj4.84 . 6j430220A2 .431 .17A2 .1631 .17BIA8 .761 .17CI負(fù)載端的線電流為負(fù)載端的線電流為退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁負(fù)載端的相電壓為負(fù)載端的相電壓為12-3 12-3 對稱三

14、相電路的計(jì)算對稱三相電路的計(jì)算AYNAIZUV3 . 68 .1362 .431 .178 . 4j4 . 6303NABAUUV7 .239 .236303 . 68 .1363V3 .969 .236CBUV7 .1439 .236ACU負(fù)載中的相電流為負(fù)載中的相電流為303ABAIIA2 .139 . 93032 .431 .17A2 .1339 . 9CBIA8 .1069 . 9ACI退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁12-412-4 不對稱三相電路的概念不對稱三相電路的概念A(yù)BCNAZBZCZ+-AU+-BU+-CUAIBICINIS一、一、

15、Y-Y連接電路不接中性線連接電路不接中性線CBACCBBAANNYYYUYUYUYUAUBUCUNANUBNUCNUNNUN負(fù)載不對稱，一般負(fù)載不對稱，一般0NNUN N點(diǎn)和點(diǎn)和 點(diǎn)不重合點(diǎn)不重合中性點(diǎn)位移中性點(diǎn)位移 電源對稱時(shí)，可根據(jù)中性點(diǎn)位移電源對稱時(shí)，可根據(jù)中性點(diǎn)位移的情況判斷負(fù)載端不對稱的程度。的情況判斷負(fù)載端不對稱的程度。退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁12-4 12-4 不對稱三相電路的概念不對稱三相電路的概念二、二、Y-Y連接電路接中性線連接電路接中性線 若若 ，則可強(qiáng)迫，則可強(qiáng)迫 。此時(shí)盡管負(fù)載不對。此時(shí)盡管負(fù)載不對稱，但在該條件下，可

16、使各相保持獨(dú)立性，各相的工稱，但在該條件下，可使各相保持獨(dú)立性，各相的工作互不影響，即確保各相在相電壓下安全工作。作互不影響，即確保各相在相電壓下安全工作。0 0NNNUZ 因此中性線的作用在于使星形聯(lián)結(jié)的不對稱負(fù)載因此中性線的作用在于使星形聯(lián)結(jié)的不對稱負(fù)載的相電壓對稱。的相電壓對稱。為了保證負(fù)載的相電壓對稱，中性線為了保證負(fù)載的相電壓對稱，中性線不能斷開，中性線不能斷開，中性線( (指干線指干線) )內(nèi)不允許接熔斷器或閘刀內(nèi)不允許接熔斷器或閘刀開關(guān)。開關(guān)。 0CBANIIII一般情況下一般情況下退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁解解:12-4 12-4

17、 不對稱三相電路的概念不對稱三相電路的概念例例12-3 圖示電路，若圖示電路，若 ( (電容電容) )，而，而 并且并且 ，則電路是一種測定相序的儀器，稱為相，則電路是一種測定相序的儀器，稱為相序指示器序指示器( (圖中電阻圖中電阻R用兩個(gè)相同的白熾燈代替用兩個(gè)相同的白熾燈代替) )。試。試說明在相電壓對稱的情況下，當(dāng)說明在相電壓對稱的情況下，當(dāng)S S打開時(shí)，如何根據(jù)打開時(shí)，如何根據(jù)兩個(gè)白熾燈的亮度確定電源的相序。兩個(gè)白熾燈的亮度確定電源的相序。CZ1jA, CBRZZCR1ABCNAZBZCZ+-AU+-BU+-CUAIBICINISV0 AUU令GGCUGUGUCUjjCBANNV4 .1

18、0863. 0UV5 .1015 . 1NNBBNUUUUV4 .1334 . 0NNCCNUUUU 最小，則白熾燈較暗的一相為最小，則白熾燈較暗的一相為C相。相。CNU退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁12-512-5 三相電路的功率三相電路的功率tIUtItUiup2coscos cos2cos2AANAANAANA一、對稱三相電路的瞬時(shí)功率一、對稱三相電路的瞬時(shí)功率2402coscos 120cos2120cos2AANAANBBNBtIUtItUiup2402coscos 120cos2120cos2AANAANCCNCtIUtItUiupAAA

19、NCBA3cos3PIUppppp為常量，其值等于平均功率，該性能稱為為常量，其值等于平均功率，該性能稱為瞬時(shí)功率平衡瞬時(shí)功率平衡。退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁12-5 12-5 三相電路的功率三相電路的功率二、二瓦計(jì)法二、二瓦計(jì)法三三相相負(fù)負(fù)載載AAIBICI*2W*1WBC二瓦計(jì)法：二瓦計(jì)法：在三相三線制電路中，不論對稱與否，都在三相三線制電路中，不論對稱與否，都可使用兩個(gè)功率表的方法測量三相功率?？墒褂脙蓚€(gè)功率表的方法測量三相功率。 功率表的接線只觸及功率表的接線只觸及端線，而與負(fù)載和電源的端線，而與負(fù)載和電源的連接方式無關(guān)。連接方式無關(guān)。

20、兩個(gè)功率表讀數(shù)的代兩個(gè)功率表讀數(shù)的代數(shù)和為三相三線制中右側(cè)數(shù)和為三相三線制中右側(cè)電路吸收的平均功率。電路吸收的平均功率。兩個(gè)功率表的連接方式：兩個(gè)功率表的連接方式：使線電流從使線電流從*端分別流入兩個(gè)端分別流入兩個(gè)功率表的電流線圈，它們的電壓線圈的非功率表的電流線圈，它們的電壓線圈的非*端共同接到端共同接到非電流線圈所在的第非電流線圈所在的第3條端線上。條端線上。退退 出出下一頁下一頁上一頁上一頁章目錄章目錄總目錄總目錄制作群主主 頁頁12-5 12-5 三相電路的功率三相電路的功率證明：證明：設(shè)兩個(gè)功率表的讀數(shù)分別用設(shè)兩個(gè)功率表的讀數(shù)分別用P1和和P2表示，則表示，則*AAC1ReIUP*BBC2ReIUP*BBC*AAC21ReIUIUPP*BCB*ACAReIUUIUU*B*AC*BB*AAReIIUIUIU*CC*BB*AAReIUIUIUCBAReSSS SReP對稱三相電路中，令對稱三相電路中，令 ，則則 , 0AAAAIIUU30cosReAAC*AAC1IUIUP30cosReBBC*BBC2IUIUP為負(fù)載的阻抗角為負(fù)載的阻抗角 在一定條件下，兩個(gè)功率表之一的讀數(shù)可能為負(fù)，求代數(shù)在一定條件下，兩個(gè)功率表之一的讀數(shù)可能為負(fù)，