第四章三相交流電路

第四章三相交流電路一、三相交流電動(dòng)勢(shì)二、三相電源的連接方式三、三相電路負(fù)載的連接第一節(jié)、三相交流電動(dòng)勢(shì)

我們前面分析的都是單相交流電，但在生實(shí)際中，普遍使用的是三相交流電，它由三相發(fā)電機(jī)發(fā)出，并且由三相輸電系統(tǒng)輸送給用戶。用輸電線把三相交流電源和負(fù)載正確地連接起來就構(gòu)成了三相交流電路。三相交流電具有電能輸送方便、經(jīng)濟(jì)，三相功率比單相功率的波動(dòng)性小等優(yōu)點(diǎn)。

我們把幅值相等，頻率相同，相位彼此互差120°的三相正弦交流電動(dòng)勢(shì)，稱為對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)。第一節(jié)、三相交流電動(dòng)勢(shì)

三相交流電路中一般是指電路中同時(shí)存在著三個(gè)最大值相等、頻率相同，相位彼此相差120°的正弦交流電動(dòng)勢(shì)，每一個(gè)電動(dòng)勢(shì)組成的那部分電路叫做一“相”

uA

=Umsinωt

uB

=Umsin(ωt

-120°)

uC

=Umsin(ωt

+120°)其中uA的初相為零，uB

滯后uA

120°,uC

滯后uB

120°，所以相序?yàn)锳-B-C。三相交流電動(dòng)勢(shì)的解析工式：2.波形圖在波形圖上，同一時(shí)刻三相電壓的瞬時(shí)值代數(shù)和為零由式還可得出相量的關(guān)系對(duì)稱三相電壓的相量圖可畫成圖(c)所示的等邊三角形三相電源中每相電壓達(dá)到最大值（或零值）的先后順序稱為相序，上述A相超前于B相，B相超前于C相的順序稱為正序，相反，如果B相超前于A相，C相超前于B相，這種相序稱為逆序。工程上一般采用正序，并用黃、綠、紅三色區(qū)分A、B、C三相。8.1.2

三相電源的聯(lián)結(jié)方法三相電源的聯(lián)結(jié)有星形（Y）和三角形（△）兩種方式。１．電源的星形聯(lián)結(jié)

圖是三相電源的Y形聯(lián)結(jié)方式。三相電源的星形聯(lián)結(jié)二、三相電源的連接方式下面介紹幾個(gè)電路名詞：中點(diǎn)：聯(lián)結(jié)三相繞組末端的節(jié)點(diǎn)N稱為中點(diǎn)。中線：從中點(diǎn)引出的輸電線稱為中線，又稱地線或零線。端線：從始端引出的輸電線稱為端線，俗稱火線。線電壓：端線之間的電壓，參考方向習(xí)慣上規(guī)定為由先行相到后續(xù)相，且習(xí)慣上用下標(biāo)字母的次序表示，分別記為uAB，uBC，uCA其有效值用Ul表示。相電壓：端線與中線之間的電壓，也常用下標(biāo)字母次序表示其參考方向，分別記為uAN，uBN、uCN，簡(jiǎn)記為uA、uB，uC，其有效值用UP表示。有中線的三相交流電路稱為三相四線制電路，無中線的則稱為三相三線制電路。相量圖如圖（b)所示。三相電源的Ｙ形聯(lián)結(jié)供電時(shí)，有三相四線制和三相三線制。

三相電源的Y形聯(lián)結(jié)電源的星形連接相量圖從相量圖可以看出：線電壓和相壓間的數(shù)值關(guān)系可由等腰三角形中求得UV間線電壓：UUV=2×UU×COS30°=2×UU×二、

三相電源的△形聯(lián)結(jié)將三個(gè)電壓源的首、末端順次序相連，再從三個(gè)聯(lián)結(jié)點(diǎn)引出三根端線Ａ、Ｂ、Ｃ。這樣就構(gòu)成△形聯(lián)結(jié)，如圖

(a)所示。應(yīng)該指出，三相電源作三角形聯(lián)結(jié)時(shí)，要注意接線的正確性，當(dāng)三相電壓源聯(lián)結(jié)正確時(shí)，在三角形閉合回路中總的電壓為零，即：注意：三相電源接成三角形時(shí)，為保證聯(lián)結(jié)正確，可先把三個(gè)繞組接成一個(gè)開口三角形，經(jīng)一電壓表閉合，若電壓表讀數(shù)為零，說明聯(lián)結(jié)正確，可撤去電壓表將回路閉合。第三節(jié)三相電路中負(fù)載的連接一、星形聯(lián)接的負(fù)載星形Ｙ聯(lián)接的三相電路，可分為三相四線制（有中性線的），如圖所示和三相三線制（沒有中性線的）NAuAiAi0CaZaiCiBBuCuBbcZcZbN’ZZLLLN電路中每根相線中的電流叫做線電流，分別用IU、IVIW表示，由圖可知，負(fù)載作Y聯(lián)接時(shí)，第相負(fù)載中的電流（相電流）I也就是線電流IL。負(fù)載上的線電壓UL為相電壓的√3倍線電流I=相電流I

線電壓U=相電壓√3U

當(dāng)三相負(fù)載對(duì)稱時(shí)（即各相負(fù)載大小相等，阻抗角相等），在任何瞬間三個(gè)線電流的總和為零，也就是通過中線的電流為零。即然中性線上沒有電流，中線也就多余了，可以省去。例如三相電動(dòng)機(jī)或三相電爐供電時(shí)，可以采用三相三線制供電。

但是我們常見的是三相四線制供電方式，這是因?yàn)槌藢?duì)稱的三相負(fù)載外，還單相負(fù)載（如單相電動(dòng)機(jī)，單相電爐和照明等）。使用時(shí)如各相負(fù)載不對(duì)稱，各相電流大小就不一樣，這就需要用中性作為各單相負(fù)載的公共回路線，所以中性線上就有電流，中性線的作用是在負(fù)載變動(dòng)時(shí)能使各負(fù)載兩端的電壓很小的變動(dòng)，且各相負(fù)載的相電壓基本保持對(duì)稱。在不對(duì)稱的三相供電系統(tǒng)中，中性線是非常重要的。不允許中性斷開，在中性線上不許接入熔斷器或開關(guān)，假如中性線斷開了，各相負(fù)載會(huì)造成三相電壓不對(duì)稱，有的相電壓顯著升高，有的相電壓降低，容易損壞電氣設(shè)備。中性線上有了電流，則其對(duì)地就有一定電壓，所以為了安全起見，常采取中性線接地，并在用戶負(fù)載處，將中性線再接地，稱為重復(fù)接地。二、三角開聯(lián)接的負(fù)載負(fù)載作為三角形聯(lián)接的三相電路，如圖所示;一般用于三相負(fù)載對(duì)稱的情況下，如繞組為三角形接法的電動(dòng)機(jī)，三角形接法的三相電爐和變壓器原邊或副邊繞組的三角形接接。在三角形聯(lián)接的三相電路中，負(fù)載的相電壓=線路上的線電壓在三角形聯(lián)接的負(fù)載對(duì)稱時(shí)，三相負(fù)載中的線電流=相電流的√3倍。第四節(jié)、三相電路的功率三相電路中，三相負(fù)載的有功功率等于各相負(fù)載有功功率之和。即每相負(fù)載的功率當(dāng)三相負(fù)載對(duì)稱時(shí)，每相功率相同，則三相電路總的無功功率為各相無功功率之和每相無功功率為對(duì)稱三相負(fù)載三相電路的視在功率對(duì)稱三相電路例：有一三相電動(dòng)機(jī)，每相繞組的等效電阻R=29歐，等效感抗體=21.8歐，求在下列情況下電動(dòng)機(jī)的相電流，線電流以及電源輸入的功率，并比較所得結(jié)果。例：在對(duì)稱三相電路中，電源的線電壓U線=380V,三相負(fù)載為R相=6歐X相=8歐的感性負(fù)