301三相电路

第三章三相交流电路第一节三相交流电源第二节对称三相电路第三节三相电路的功率2电网采用的是三相交流电第一节三相交流电源概述：目前电力工程上普遍采用三相制供电。由三个幅值相等、频率相同（我们国家电网频率为50HZ)彼此之间相位互差120o的正弦电压所组成的供电系统。前面讲的交流电路，实际是三相电路的一相，因而称单相交流电路。电力系统~一教二教服务中心10kV380V/220V110kV发电厂变电站升压变压器电网变电所降压变压器降压变压器（电网电压级别：高压110kV,220kV;超高压400kV,500kV,765kV;特高压1000kV)(一)、对称三相电源：2、相量形式tUusinmA)120sin(mBtUu)120sin()240sin(mmCtUtUuoC120UUoB120UUoA0UU1.电压瞬时表达式3、对称正弦量幅值相等,频率相同,相位互相差120°的正弦量。对称正弦量特点为：0CBAUUU120°UA•UC•UB•120°120°三相电压相量图0CBAuuuuAuBuCu4、正弦量的相序三相交流电达到正最大值的顺序称为相序。上述的三相电源的相序为A→B→C。在电力系统中一般用黄、绿、红区别A、B、C三相。Um–Umt02uAuCuB(二)、三相电源的联接1、星形联接N中性点或零点NABC把发电机三相绕组的末端接成一点。而把始端作为与外电路相联接的端点。XYZCBA、、AUBUCUABUBCUCAU火线中线或零线火线火线线电压相电压目前，我国供电系统线电压380V，相电压220V。三相四线制pUlUNNABCAUBUCUABUBCUCAU根据KVL：BAABUUUCBBCUUUACCAUUU在低压系统,中性点通常接地，所以也称地线。各线电压与相电压之间的关系三相电源各电压间的相量关系为:UA•UC•UB•ABU30o30o30oBCUCAU线电压的有效值用表示,相电压的有效值用Up表示。由相量图可知它们的关系为:lUp3UUloAAB303UUoBBC303UUoCCA303UU且超线电压形联结时结论：电源,3,YPUUl。三相线电压也是对称的前相应的相电压,302.Δ形联结ABC发电机三相绕组依次首尾相联，引出三条线，称为三角形联结。AABUUBBCUUCCAUUp相电压线电压时结结论：电源Δ形联UUl交流电路中的用电设备，大体可分为两类：一类是需要接在三相电源上才能正常工作的叫做三相负载,如果每相负载的阻抗值和阻抗角完全相等，则为对称负载，如三相电动机。另一类是只需接单相电源的负载，它们可以按照需要接在三相电源的任意一相相电压或线电压上。对于电源来说它们也组成三相负载，但各相的复阻抗一般不相等，所以不是三相对称负载。如照明灯。(三)、三相负载的联接星形（Y）接法三角形()接法ACBZZZ负载有两种接法:ACBNZZZ12(三)、三相负载的联接1.负载星形联结NI线电流：流过端线的电流CBAIII、、相电流：流过每相负载的电流结论：负载Y联结时，线电流等于相电流。aIY:三相三线制Y0：三相四线制(1)联结形式+ZBZCZAN'NAUBUCU++–––AIBICIN电源中性点N´负载中性点(2)负载Y联结三相电路的计算1)负载端的线电压＝电源线电压2)负载的相电压＝电源相电压3)线电流＝相电流Pl3UUPlIIY联结时：CBANIIII4)中线电流CCCBBBAAAZUIZUIZUI负载Y联结带中性线时,可将各相分别看作单相电路计算AIBICINIaI+ZBZCZAN'NAUBUCU++–––负载对称时,中性线无电流,可省掉中性线。(3)对称负载Y联结三相电路的计算0CBANIIII中线电流CBAZZZ因为三相电压对称，且所以负载对称时，三相电流也对称。P3LUU负载对称无中性线时负载对称时，只需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出。AIBICINI+ZBZCZAN'NAUBUCU++–––A15010A9010A3010CBAIII可知：如：问题及讨论答：Y形连接，三相对称时，中线可以取消。称为三相三线制问中线是否可以取消？负载对称时，中线电流为0ACBNZZZ三相负载不对称时，中线能否取消？照明电路正确接法:每组灯相互并联,然后分别接至各相电压上，要有中线。每组灯的数量可以不等，但每盏灯上都可得到额定的工作电压220V。三相三线Y形联接的情况:单独一个设备,例如三相异步电动机,三相电阻炉CABC相负载B相负载A相负载N照明电路16例1：N+++–––BICIAINIAUBUCUNRARBRCACB若RA=RB=RC=5，求线电流及中性线电若RA=5,RB=10,RC=20,求线电流及一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电源线电压。负载为V)30314sin(2380ABtu电灯组，流IN;中性线电流IN。中性线电流0CBANIIII解：已知：V30380ABUN+++–––BICIAINIAUBUCUNRARBRCACBV0220AUA044A50220AAARUI(1)线电流三相对称A12044BIA12044CI(2)三相负载不对称（RA=5、RB=10、RC=20）分别计算各线电流中性线电流A12011A20120220CCCRUIA12022A10120220BBBRUIA1929A12011A12022A044CBANIIIIA044A50220AAARUI例图中电源电压对称，线电压U=380V，负载为电灯组，每相电灯（额定电压220V）负载的电阻400。试计算：(1)求负载相电压、相电流；(2)如果A相断开时，其他两相负载相电压、相电流；(3)如果A短路时，其他两相负载相电压、相电流；(4)如果采用了三相四线制，当1相断开、短路时其他两相负载相电压、相电流。AUCUiBiCiANAZBZCZABCAUBUCUNBU解：（1）负载对称时，可以不接中线，负载的相电压与电源的相电压相等（在额定电压下工作）。V2203380CBAUUUA55.0400220CBAIIIAUCUiBiCiANAZBZCZABCAUBUCUNBU(2)如果A相断开时，其他两相负载相电压、相电流；串联）V(1902380CBUU0AI灯暗）A(475.0400190CBII(3)如果A短路时，其他两相负载相电压、相电流；线电压）V(380CBUU灯亮）A(95.0400380CBII超过了的额定电压，灯将被损坏。(4)如果采用了三相四线制，当1相断开、短路时其他两相负载相电压、相电流。因有中线，其余两相未受影响，电压仍为220V。但A相短路电流很大将熔断器熔断。中线的作用是什么？结论（1）不对称负载Y联结又未接中性线时，负载相电压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。（2）中线的作用：中线在三相电路中的作用是既能为用户提供两种不同的电压,同时又为星形联接的不对称负载提供对称的220V相电压。（3）照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀闸开关。(1).联结形式2.负载三角形联结线电流:流过端线的电流CBAIII、、相电流:流过每相负载的电流、、ABIBCICAIZABZBCZCAACB+++–––CAUABUBCUBCIABICAIAIBICI②相电流①负载相电压=电源线电压UP=UL(2).分析计算ZABZBCZCAACB+++–––CAUABUBCUBCIABICAIAIBICI。30且落后相应的相电流,3PIIl三相负载的联接原则负载的额定电压=电源的线电压应作联结负载的额定电压=电源线电压31应作Y联结应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与电源的联接方式无关。三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三角形，而照明负载一般都联结成星形（具有中性线）。三相负载采用何种联接方式由负载的额定电压决定。当负载额定电压等于电源线电压时采用三角形联接；当负载额定电压等于电源相电压时采用星形联接。注意三相四线制三角形联接星形联接NABCZ3Z2Z1M3~二、三相电路功率无论负载为Y或△联结，每相有功功率都应为Pp=UpIpcospp3,IIUUll对称负载联结时：cos3cos3PPllIUIUP同理sin3sin3ppllIUIUQllIIUUpp,3对称负载Y联结时：相电压与相电流的相位差当负载对称时：P=3UpIpcosllIUIUQPS33PP22所以三相交流电路的小结（1）1201200PCNPBNPANUUUUUU303303303CNCABNBCANABUUUUUU相电压线电压三相对称电源28三相交流电路的小结(2)——三相负载星形负载三角形负载LPLP330IIUU对称负载时：LPPL330IIUU对称负载时：ACBNZZZACBZZZ29三相交流电路的小结(3)-——三相电路计算负载不对称时：各相电压、电流单独计算。负载对称时：电压对称、电流对称，只需计算一相。求电表读数时，可只算有效值，不算相位。三相电路的计算要特别注意相位问题。CBAPPPP三相总功率：cos3PPIUPcos3LLIUP30有一三相电动机,每相的等效电阻R=29,等效感抗XL=21.8,试求下列两种情况下电动机的相电流、线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果：(1)绕组联成星形接于UL=380V的三相电源上;(2)绕组联成三角形接于UL=220V的三相电源上。例1:解:(1)A1.6A8.212922022PPZUIW8.2129291.63803cos322LLIUPWk2.38.01.63803Wk2.3W8.05.102203cos3LLIUPA1.6A8.212922022PPZUI(2)A5.103PLII比较(1),(2)的结果:有的电动机有两种额定电压,如220/380V。当电源电压为380V时,电动机的绕组应联结成星形；当电源电压为220V时,电动机的绕组应联结成三角形。在三角形和星形两种联结法中,相电压、相电流以及功率都未改变，仅三角形联结情况下的线电流比星形联结情况下的线电流增大倍。3