電路 第十二章-A

第12章三相電路三相電路12.1線電壓(電流)與相電壓(電流)的關系12.2對稱三相電路的計算12.3不對稱三相電路的概念12.4三相電路的功率12.5首頁本章內容重點

1.三相電路的基本概念

2.對稱三相電路的分析

3.三相電路的功率返回

三相電路:由三相電源、三相負載和三相輸電線路三部分組成。發(fā)電方面：比單相電源可提高功率50％；輸電方面：比單相輸電節(jié)省鋼材25％；§12-1三相電路三相電路的優(yōu)點下頁上頁配電方面：三相變壓器比單相變壓器經濟且便于接入負載；

用電設備：結構簡單、成本低、運行可靠、維護方便。

返回三相電路的特殊性（1）特殊的電源（2）特殊的負載（3）特殊的連接（4）特殊的求解方式以上優(yōu)點使三相電路獲得了廣泛應用，是目前電力系統(tǒng)采用的主要供電方式。研究三相電路要注意其特殊性。下頁上頁返回1.對稱三相電源的產生通常由三相同步發(fā)電機產生，三相繞組在空間互差120°，當轉子以均勻角速度

轉動時，在三相繞組中產生感應電壓，從而形成對稱三相電源。三相同步發(fā)電機示意圖

對稱三相電源：三個頻率相同、振幅相同、相位彼此相差1200的正弦電源。NSooIwAZBXCY下頁上頁返回下頁上頁返回瞬時值表達式波形圖A、B、C

三端稱為始端，X、Y、Z

三端稱為末端。u

tuAuBuCoA+–XuAB+–YuBC+–ZuC下頁上頁返回相量表示120°120°120°對稱三相電源的特點下頁上頁返回正序：A—B—C—A負序：A—C—B—AABC以后如果不加說明，一般都認為是正相序。ABC三相電源各相經過同一值(如最大值)的先后順序。對稱三相電源的相序下頁上頁返回2.三相電源的聯(lián)接N：表示中性點。（1）星形聯(lián)接(Y聯(lián)接)+–ANX+–BY+–CZ++–+–ABCN-下頁上頁返回（2）三角形聯(lián)接(

聯(lián)接)三角形聯(lián)接中沒有中點。注意+–AXBYCZ+–+–+–X+–+–CYZABC下頁上頁返回3.三相負載及其聯(lián)接(1)星形聯(lián)接稱三相對稱負載三相電路的負載由三部分組成，其中每一部分稱為一相負載。A'B'C'N'ZAZCZBA'B'C'N'ZAZCZB下頁上頁返回(2)

三角形聯(lián)接A'B'C'ZBCZCAZABA'B'C'ZBCZCAZAB稱三相對稱負載下頁上頁返回4.三相電路由對稱三相電源和三相負載聯(lián)接起來所組成的系統(tǒng)。工程上根據實際需要可以組成：電源YY△負載電源△Y△負載當電源和負載都對稱時，稱為對稱三相電路。注意下頁上頁返回三相四線制Y△YYZZZN’+–AN+–B+–CZZZ+–A+–B+–C三相三線制下頁上頁返回1.名詞介紹+–ANX+–BY+–CZ+–AXBYCZ+–+–端線(火線)：始端A,B,C

三端引出線。中（性）線：中性點N引出線，

連接無中線?！?2-2線電壓(電流)與相電壓(電流)的關系相電壓：每相電源的電壓。線電壓：端線與端線之間的電壓。+–AXBYCZ+–+–+–ANX+–BY+–CZ⑥線電流：流過端線的電流。相電流：流過每相電源的電流。A'B'C'ZBCZCAZABA'B'C'N'ZAZCZB負載的相電壓：每相負載上的電壓。負載的線電壓：負載端線間的電壓。線電流：流過端線的電流。相電流：流過每相負載的電流。+-+-Y聯(lián)接2.相電壓和線電壓的關系+–A+–B+–CN30o30o30o也可利用相量圖式中依據KVL：線電壓對稱(大小相等，相位互差120o)一般表示為：30o30o30o下頁上頁返回對Y聯(lián)接的對稱三相電源：(1)相電壓對稱，則線電壓也對稱；(3)

線電壓相位領先對應相電壓30o。結論

聯(lián)接線電壓等于對應的相電壓以上關于線電壓和相電壓的關系也適用于對稱星型負載和三角型負載。注意+–AXBYCZ+–+–下頁上頁返回結論對

聯(lián)接的對稱三相電源：2.相電流和線電流的關系Y聯(lián)接時，線電流等于相電流。ZZZN’+–N+–+–Y聯(lián)接結論下頁上頁返回30o30o30oZZZ+–A+–B+–Ccab

聯(lián)接結論△聯(lián)接的對稱電路：(2)

線電流相位滯后對應相電流30o。

30o30o30o依據KCL：線電流相電流13.3對稱三相電路的計算對稱三相電路由于電源對稱、負載對稱、線路對稱，因而可以引入一特殊的計算方法。1.Y–Y聯(lián)接ZZZN’+–N+–+–ZN圖(a)三相四線制電路（有中性線阻抗）Z為負載ZN為中性線阻抗ZZZN’+–N+–+–ZN以N點為參考點，對N’點列寫結點方程：結論因N，N’兩點等電位，可將其短路，這樣便可將三相電路分解為三個獨立的單相電路。ZZZN’+–N+–+–ZN三相對稱電路的計算化為單相電路的計算。方法A相計算電路+–ANN’Z計算A相電流：由于為對稱三相電流，由對稱關系遞推出B、C相電流：

ZZZ+–N+–+–ABCN’圖(b)三相四線制電路（無中性線阻抗）ZZZN’+–N+–+–圖(c)三相三線制電路計算A相電流：由對稱關系遞推出B、C相電流：

無論有無中線、中線阻抗ZN為何值，電源中點與負載中點總是等電位；各相電壓、電流都是對稱的，可采用一相（A相）等效電路計算。其它兩相的電壓、電流可按對稱關系直接寫出。結論在對稱三相電路中：教材P307例12-1（對稱Y–Y聯(lián)接）已知：求：負載中各電流相量。ZZZN’+–N+–+–ZNZ1Z1Z1解：所以由單相（A相）計算電路，可求得根據對稱性，可寫出2.Y–

聯(lián)接解法1cab+–+–+–ZZZZ/3Z/3Z/3N’cbaZZZ+–A+–B+–Ccab已知：UAB=380V設(step1)求：負載相電流及線電流。aZ/3A相計算電路+–ANN’(Step2)Z/3Z/3Z/3N’+–N+–+–abc由對稱性，得出其它兩個負載Z的線電流:ZZZ+–A+–B+–Ccab原電路(step3)由原電路，畫出相量圖，求出a相負載Z的相電流和相電壓：30o30o30o由對稱性，得出b、c相電流和相電壓:解法2ZZZ+–A+–B+–Ccab相電流：線電流：30o30o30o30o

設(1)將電路化為等值Y—Y接電路；

(2)連接負載和電源中點，中線上阻抗一律不計；(3)畫出單相計算電路，求出一相的電壓、電流；(4)根據接、Y接時線量、相量之間的關系，求出原電路的電流電壓。(5)

由對稱性，得出其它兩相的電壓、電流。

對稱三相電路的一般計算方法:小結下頁上頁返回教材P307例12-2ZZZ+–A+–B+–CcabZ1Z1Z1已知：對稱三相電路求：負載端線電流、相電流，線電壓、相電壓相量。Z/3Z/3Z/3N’+–N+–+–Z1Z1Z1abcABC解：所以由單相（A相）計算電路，可求得令根據對稱性，可寫出負載Z的其余線電流：ZZZ+–A+–B+–CcabZ1Z1Z1Z/3Z/3Z/3N’+–N+–+–Z1Z1Z1abcABC30o30o30o原電路由原電路畫出相量圖，根據接負載相電流和線電流關系可得到負載Z的相電流：ZZZ+–A+–B+–CcabZ1Z1Z1原電路負載Z的相電壓（也是線電壓）：負載Z的相電流：電源不對稱（不對稱程度小，系統(tǒng)保證其對稱)。電路參數(負載)不對稱情況很多。電源對稱，負載不對稱(低壓電力網)。分析方法不對稱復雜交流電路分析方法。主要了解：中性點位移。12.4不對稱三相電路的概念討論對象///負載各相電壓：三相負載Za、Zb、Zc不相同。N’+–N+–+–ZNZaZbZcABC負載中點與電源中點不重合。當中點位移較大時，會造成負載相電壓嚴重不對稱，使負載的工作狀態(tài)不正常。相量圖NN'中性點位移注意N’+–N+–+–ZNZaZbZcABC例1(1)

正常情況下，三相四線制，中線阻抗約為零。每相負載的工作情況相對獨立。(2)

若三相三線制,設A相斷路(三相不對稱)燈泡電壓低，燈光昏暗。ACBN'照明電路：ACBNN'(3)A相短路超過燈泡的額定電壓，燈泡可能燒壞。ACBN'從經濟的觀點來看，中線不可能做得很粗，應適當調整負載，使其接近對稱情況。結論中線不裝保險，并且中線較粗。一是減少損耗，二是加強強度。負載不對稱，，中線中有電流。1.對稱三相電路功率的計算12.5三相電路的功率Pp=UpIpcos

三相總功率：

P=3Pp=3UpIpcos

平均功率A’B’C’ZZZ#(1)

為相電壓與相電流的相位差(阻抗角)，不要誤以為是線電壓與線電流的相位差。(2)

cos

為每相的功率因數，在對稱三相制中有

cos

A=cos

B=cos

C=cos

。(3)

公式計算電源發(fā)出的功率(或負載吸收的功率)——指三相總和。A’B’C’ZZZ注意②對稱三相負載的瞬時功率單相：瞬時功率脈動三相：瞬時功率恒定wtpo3UIcos

pwtoUIcos

2.三相功率的測量三表法若負載對稱，則需一塊表，讀數乘以

3。三相四線制*三相負載WABCN*****WW二表法（1）將兩個功率表的電流線圈串到任意兩條端線中，電流線圈的＊端接在電源側；（2）電壓線圈的＊端與各自的電流線圈＊端相連，電壓線圈的非＊端接到第三條端線上。（有三種接線方式）三相三線制*三相負載WABC***W注意若W1的讀數為P1,W2的讀數為P2

，則三相總功率為：P=P1+P2*W1ABC***W2三相負載*W1ABC***W2三相負載*W1ABC***W2三相負載證明：

因△負載可以變?yōu)閅，故上述結論仍成立。設負載是Y型聯(lián)接iAACBiBiCNZAZBZC注意*W1ABC***W2三相負載只有在三相三線制條件下，才能用二表法；4.按正確極性接線時，若出現一個表指針反轉即讀數為負，將其電流線圈極性反接使指針指向正數，但此時讀數應記為負值。3.兩表讀數的代數和為三相總