第12章-三相電路總結(jié)課件

12.2三相電源的連接12.1三相交流電的基本概念12.3三相負(fù)載的連接12.4三相電路的功率第12章三相電路12.2三相12.1三相12.3三相12.4三相第1

熟悉三相電路的兩種接線方式，掌握三相電路中電壓、電流的相值與線值之間的大小和相位關(guān)系；熟悉三相電路對稱與不對稱情況下的分析計算方法；掌握三相電路中各種功率關(guān)系；進(jìn)一步理解相量法并掌握其在三相電路中的應(yīng)用。本章的學(xué)習(xí)目的和要求

熟悉三相電路的兩種接線方式，掌握三相電路中電壓12.1三相交流電的基本概念

現(xiàn)代電力工程上幾乎都采用三相四線制。三相交流供電系統(tǒng)在發(fā)電、輸電和配電方面具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此在生產(chǎn)和生活中得到了極其廣泛的應(yīng)用。?××?NSXBYCZA三相定子繞組在空間位置互差120o定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子裝有磁極以的角速度旋轉(zhuǎn)時，定子三相繞組中便分別感應(yīng)電動勢。三相交流發(fā)電機(jī)示意圖尾端：

XYZ首端：

ABC↓↓↓12.1三相交流電的基本概念現(xiàn)代電力工程上幾乎都采

電路分析中很少用電動勢，通常用電壓來表示。以A相繞組的感應(yīng)電壓為參考正弦量，則發(fā)電機(jī)的三相感應(yīng)電壓分別為：

三相感應(yīng)電壓用波形圖和相量圖可分別表示為：u0TuAuBuCωt120°120°120°UBUAUC顯然三個電壓大小相等，頻率相同，相位互差120o。12.1三相交流電的基本概念電路分析中很少用電動勢，通三相感應(yīng)電壓用波形圖和相

三個最大值相等，角頻率相同，彼此相位互差120o電角度的單相正弦量稱為對稱三相交流電。對稱三相交流電壓用相量可表示為：

由對稱三相電壓的波形圖和相量圖可看出：

對稱三相交流電在相位上的先后順序稱為相序。我們把相序ABC稱為正序或順序；把CBA稱為負(fù)序或逆序。電力系統(tǒng)中通常采用正序。12.1三相交流電的基本概念三個最大值相等，角頻率相同，彼此相位互差120o電角度的想想練練對稱三相電源已知，（1）試寫出；（2）寫出的表達(dá)式，（3）作相量圖。解答：（3）

A·U

C·U

B·U想想練練對稱三相電源已知，（1）試寫出；（2）寫出的表達(dá)式12.2三相電源的連接學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解三相電源兩種連接方式的特點(diǎn)，熟悉兩種連接方式下線、相電壓的關(guān)系及三相四線制。7.2.1三相電源的Y形連接XZYNBCA

其中由電源繞組尾端公共連接點(diǎn)引出的導(dǎo)線稱為中線(零線)，由電源繞組首端引出的導(dǎo)線稱為相線(火線)。

圖中電源繞組首端指向尾端的電壓稱為相電壓(即火線與零線之間的電壓)。

圖中火線與火線之間的電壓稱為線電壓。

電源繞組按上述方式聯(lián)接，構(gòu)成的供電體系稱為三相四線制。三相四線制供電方式顯然可以向負(fù)載提供兩種電壓。12.2三相電源的連接學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解三相電源兩種連接方式XZYNBCA

從連接圖可知，電源作Y型三相四線制供電時，可向負(fù)載提供火線與零線之間的相電壓和火線與火線之間的線電壓。-UBUABUC-UBCUA-UCA問題：三個電源相電壓總是對稱的，而三個線電壓與相電壓之間的關(guān)系為：顯然三個線電壓也是對稱的。相電壓和線電壓之間的關(guān)系如何？12.2三相電源的連接XZYNBCA從連接圖可知，電源作Y型三-UBUAB

線電壓和相電壓之間的關(guān)系-UBUABUC-UBCUA-UCA由相量圖可以定量地分析出相、線電壓之間的關(guān)系為：

顯然，線電壓在數(shù)量上是相電壓的1.732倍；在相位上超前與其相對應(yīng)的相電壓30°電角。線電壓與相電壓的通用關(guān)系表達(dá)式

工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，多數(shù)用戶使用的電壓等級通常是：線電壓和相電壓之間的關(guān)系-UBUABUC-UBCUA-UC

12.2.2三相電源的Δ形連接

三相電源繞組首尾相連組成閉環(huán)，在三個連接點(diǎn)處向外引出三根火線，即構(gòu)成Δ連接。

顯然，電源繞組Δ接時總有：線電壓等于相電壓！即：只能向負(fù)載提供一種電壓。

實際電源連成Δ接時，由于三相電源繞組的感應(yīng)電壓對稱，所以電源回路內(nèi)部無電流，但若有一相接反時，就會在電源回路內(nèi)造成很大的環(huán)流從而燒壞電源繞組。因此，實際三相電源繞組作Δ接時，為確保無誤，一般要先把3個電源繞組留一個開口，開口處連接一個阻抗極大的電壓表表，當(dāng)電壓表讀數(shù)為零時說明連接無誤，這時才能將開口合攏。XZYBCAABC12.2.2三相電源的Δ形連接三相電源繞組首尾

數(shù)量上線電壓是相電壓的1.732倍；在相位上線電壓超前與其相對應(yīng)的相電壓30°電角。驗電筆的正確握法如下圖示：你能說出對稱三相交流電的特征嗎？你會做嗎？三相四線制供電體制中，你能說出線、相電壓之間的數(shù)量關(guān)系及相位關(guān)系嗎？

如何用驗電筆或400V以上的交流電壓表測出三相四線制供電線路上的火線和零線？電筆頭與被測導(dǎo)線接觸時，使氖管發(fā)光的是火線（或端線），不發(fā)光的是零線。

三個最大值相等、角頻率相同、相位上互差120°電角的單相正弦交流電的組合。利用線電壓和相電壓的數(shù)量關(guān)系，用電壓表連測三次即可確定其火線和零線。數(shù)量上線電壓是相電壓的1.732倍；在相位上線電壓超學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解對稱和不對稱三相負(fù)載的概念，掌握兩種連接方式下電路分析的特點(diǎn)，理解兩種連接方式下線、相電壓、線相電流的關(guān)系及中線的作用。12.3.1三相負(fù)載的Y形連接N'ZAZBZCZLNBCAA'B'C'ZLZLZL對稱三相電源繞組的相電壓Y接三相負(fù)載阻抗輸電線阻抗負(fù)載端線電壓負(fù)載端相電壓線電流若電路中ZL=0時，則UA=UA'，中線電壓UNN'=0?！ぁぁ?2.3三相負(fù)載的連接學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解對稱和不對稱三相負(fù)載的概念，掌握兩種連接方式下

對稱Y接電路的分析對稱三相負(fù)載的概念：ZZZABCNN'ZLZNZLZL電源相電壓火線上通過的電流稱為線電流負(fù)載中通過的電流稱為相電流中線電流Y接電路特點(diǎn)：相電流等于線電流！中線電流對稱Y接電路的分析對稱三相負(fù)載的概念：ZZZABCNN'Z

對稱Y接電路的分析

如果三相電路輸電線上阻抗不能忽略時，存在中點(diǎn)電壓uN'N，根據(jù)彌爾曼定理可得其相量計算式為：此時各相負(fù)載中通過的電流：對稱Y接電路的分析如果三相電路輸電線上阻抗不能忽略

當(dāng)三相電路對稱時，上式中的分子為零，就有：

即三相電路對稱時中點(diǎn)電壓為零。

對稱Y接電路的分析對稱時各相負(fù)載中通過的電流：當(dāng)三相電路對稱時，上式中的分子為零，就有：即三相電路對稱

對稱Y接電路的分析三相對稱時的中線電流：

從電流的觀點(diǎn)來看，對稱時中線為零相當(dāng)于開路。因此，在對稱三相電路中，中線的有、無對電路無影響。應(yīng)用舉例

電源線電壓為380V，對稱負(fù)載Y接，Z=3+j4Ω，設(shè)解根據(jù)對稱關(guān)系：例求：各相負(fù)載中的電流及中線電流。

對稱Y接電路的分析三相對稱時的中線電流：從電流的觀點(diǎn)應(yīng)用舉例

有根據(jù)對稱關(guān)系可得：

此例告訴我們，對稱三相電路的計算可歸結(jié)為一相電路來計算，其它兩相則可根據(jù)對稱關(guān)系直接寫出。應(yīng)用舉例有根據(jù)對稱關(guān)系可得：此例告訴我們，對稱三相電對稱三相Y接電路計算原則1、由于三相電路對稱，因此各相負(fù)載的端電壓和電流也是對稱的，三相電路的計算可歸結(jié)為一相進(jìn)行；2、根據(jù)電路給定條件確定參考相量，一般選A相電壓；3、應(yīng)用單相電路的分析方法求出A相電路的待求量；4、根據(jù)對稱關(guān)系寫出其它兩相的待求量；5、在一相電路計算中，中線阻抗不起作用，N和N'之間等電位，用一根短接線連接。ZA＋NN'ZL·UAA'－·UN'N=0對稱三相Y接電路計算原則1、由于三相電路對稱，因此各相負(fù)載的Y形不對稱三相電路的分析(1)無中線情況

若三相電路不對稱，作Y形連接且又無中線時，電路如下圖所示：

由相量圖分析可知，三相負(fù)載不對稱時且無中線時，中點(diǎn)電壓不再為零，這一現(xiàn)象稱為中點(diǎn)偏移。中點(diǎn)發(fā)生偏移時，各相負(fù)載端電壓嚴(yán)重不對稱！

·UA·UN'NNN'·UA'·UB'·UC'·－UN'N有UA'=UA－UN'N···同理可得UB'和UC'··A＋NN'ZA·UA－B＋ZB·UB－C＋ZC·UC－＋·UA'－＋·UB'－＋·UC'－Y形不對稱三相電路的分析(1)無中線情況若三相電路不應(yīng)用舉例

圖示電路為不對稱三相負(fù)載Y接，試分析(1)當(dāng)ZN=0；(2)ZN=3+j4Ω；(3)ZN=∞時的線電流情況。N'3+j2ΩNBCAZN4+j4Ω2+jΩ分析(1)當(dāng)ZN=0且ZL=0時：應(yīng)用舉例圖示電路為不對稱三相負(fù)載Y接，應(yīng)用舉例此時負(fù)載電流雖然不對稱，但各相獨(dú)立，互不影響！由于ZN=0，所以(2)當(dāng)ZN=3+j4時，中點(diǎn)電壓不等于零時：應(yīng)用舉例此時負(fù)載電流雖然不對稱，但各相獨(dú)立，互不影響！由應(yīng)用舉例

這種情況下，負(fù)載端電壓，負(fù)載中通過的電流均不對稱，互相牽制、相互影響！應(yīng)用舉例這種情況下，負(fù)載端電壓，負(fù)載中通過的電流(3)當(dāng)ZN=∞時，中線開路，IN=0時：分析

這種情況下，負(fù)載中性點(diǎn)偏移，各相電壓不再對稱，負(fù)載中通過的電流也不對稱，互相牽制、相互影響！(3)當(dāng)ZN=∞時，中線開路，IN=0時：分析這種情

Y接不對稱電路的特點(diǎn)電源對稱而負(fù)載不對稱的三相四線制系統(tǒng)的特點(diǎn)2、ZN≠0時，必然存在中點(diǎn)電壓，各相端電壓不平衡。3、無中線當(dāng)ZN=∞時，負(fù)載中點(diǎn)發(fā)生較大偏移，造成各相負(fù)載端電壓嚴(yán)重不平衡，且各相牽制，彼此影響。

顯然，三相電路不對稱且又無中線時，中點(diǎn)電壓不再為零。若中點(diǎn)電壓較大時，將造成有的負(fù)載相電壓過低不能正常工作；有的負(fù)載相電壓過高使電器有燒損的可能，即此時各相負(fù)載由于端電壓不平衡均不能正常工作。1、ZN=0：負(fù)載電流不對稱，但各相獨(dú)立，互不影響。Y接不對稱電路的特點(diǎn)電源對稱而負(fù)載不對稱的三相四線制系統(tǒng)的三相不對稱電路實例分析

正確接法:每組燈相互并聯(lián),然后分別接至各相電壓上。設(shè)電源電壓為：

當(dāng)有中線時，每組燈的數(shù)量可以相等也可以不等，但每盞燈上都可得到額定的工作電壓220V。A.........一組二組三組CBN若三相不對稱，能否去掉中線？三相不對稱電路實例分析正確接法:每組燈相互并聯(lián),然后無中線且一相開路時的情況分析分析

如果中線斷開，設(shè)A相燈負(fù)載又全部斷開，此時B、C兩相構(gòu)成串聯(lián)，串聯(lián)負(fù)載端電壓為電源線電壓380V。

若B、C相對稱，各相端電壓為190V，均低于額定值220V而不能正常工作；若B、C相不對稱，則負(fù)載大的一相分壓少而不能正常發(fā)光，負(fù)載小的一相分壓多則易燒損。A.........A相BCNB相C相無中線且一相開路時的情況分析分析如果中線斷開A.........A相BCNB相C相顯然，三相四線制Y接電路中，中線不允許斷開！

如果中線斷開，設(shè)又發(fā)生A相短路，此時B、C相都會與短接線構(gòu)成通路，兩相端電壓均為線電壓380V，因此B、C相由于超過額定值而燒損。

由此可得，中線的作用是使Y接不對稱三相負(fù)載的端電壓保持對稱。無中線且一相短路時的情況分析分析A.........A相BCNB相C相顯然，三相四線制Y接電關(guān)于中線(零線)的有關(guān)結(jié)論

由上例分析可得：負(fù)載不對稱且又無中線時，負(fù)載上將得到大小不等的電壓，有的超過用電設(shè)備的額定電壓，有的達(dá)不到額定電壓，各相負(fù)載均不能正常工作。對于照明電路這類三相不對稱電路而言：實際應(yīng)用中各相負(fù)載不能保證完全對稱，所以必須采用三相四線制供電，而且必須保證中線(零線)可靠。

前面分析可知，中線的作用在于：使星形連接的不對稱三相負(fù)載得到相等的相電壓。

因此，為確保中線(零線)在運(yùn)行中安全可靠不斷開，中線上不允許接保險絲和開關(guān)！關(guān)于中線(零線)的有關(guān)結(jié)論由上例分析可得：負(fù)12.3.2三相負(fù)載的Δ形連接

圖示為電源“Y”接，負(fù)載為Δ形連接的對稱三相電路。線電流A＋NZL·UA－B＋ZL·UB－C＋ZL·UC－A'B'C'ZZZ相電流

由于三相電路對稱，所以三個相電流和三個線電流必然都是對稱的。設(shè):12.3.2三相負(fù)載的Δ形連接圖示為電源“Y”接，負(fù)對A'、B'、C'三個結(jié)點(diǎn)分別列寫KCL方程可得：A＋NZL·UA－B＋ZL·UB－C＋ZL·UC－A'B'C'ZΔZΔZΔ-IB’C’IAIC’A’-IBIA’B’-IC

由相量圖分析可得：三相線電流也是對稱的，在數(shù)量上是對應(yīng)相電流的1.732倍，在相位上滯后對應(yīng)相電流30°電角。對A'、B'、C'三個結(jié)點(diǎn)分別列寫KCL方程可得：A＋NZL

對稱Δ接電路的分析

對稱三相Δ接電路也用三相歸結(jié)為一相的方法，應(yīng)首先把Δ接負(fù)載變換成Y接負(fù)載后才能進(jìn)行。A＋NZL·UA－B＋ZL·UB－C＋ZL·UC－A'B'C'ZYZYZY圖中：

對稱三相負(fù)載Δ接時，只要將負(fù)載等效為Y接，其分析計算方法就可以依據(jù)前面所述進(jìn)行。參看例7.4。對稱Δ接電路的分析對稱三相Δ接電路也用三相歸結(jié)為一12.4三相電路的功率負(fù)載對稱時：三相總有功功率：星形接法時：又有和接法有無關(guān)系？三角形接法時：12.4三相電路的功率負(fù)載對稱時：三相總有功功率：星形接

對稱三相電路的功率

注意有功功率的單位是瓦特[W]；無功功率的單位是乏爾[var];視在功率的單位是伏安[VA]。三相電路不對稱時，三相電路