三相交流电

•能力目标•知识目标●能正确写出对称三相交流电源不同连接方式下各电压表达式●能画出对称三相交流电源相量图了解对称三相交流电源的特点、连接方法、相电压和线电压的关系。任务一：认识三相交流发电机三相交流电如何产生的？？发电厂的发电机是如何发电的？三相交流电与单相交流电有什么不同的联系？知识一:三相交流电如何产生发电机及内部结构？发电机燃烧室燃料循环水汽轮机3000r/min升压变压器超热高压蒸汽电能输出发电机锅炉的炉膛火力发电机示意图•×וNSXBYCZA三相定子绕组在空间位置互差120o定子转子三相交流发电机示意图尾端：XYZ首端：ABC↓↓↓转子以的角速度旋时，定子三相绕组分别感应出振幅值相等，频率相同，相位上互差120°的三相正弦电压uA、uB、uC，这三个电压称为对称三相电源。解析式为)120sin()120sin(sinmCmBmAtUutUutUu横截面tOuAAYBZCXtOuBtOuCNS三相交流发电机发电示意图)120sin()120sin(sinmCmBmAtUutUutUu三相感应电压波形图u0TuAuBuCωt1201200CBAUUUUUU相量表达式120°120°120°UBUAUC相量图三个电压大小相等，频率相同，相位互差120º称为对称三相交流电。记住12u0TuAuBuCωt120°120°120°UBUAUC由波形图和相量图可看出：0CBAuuu0CBAUUU对称三相交流电压uA、uB、uC到达最大值的先后顺序称为三相交流电压的相序。若按uA→uB→uC为正相序，若按uA→uC→uB为负相序，一般均用正相序。工程上以黄、绿、红三种颜色分别作为A、B、C三相的标志。想想练练V)30/220BUCAUU、)(Atu)(Btu)(Ctu已知对称三相电源;（1）试写出（2）写出的表达式;（3）作相量图。V150220V90220)1(CAUU、V)150sin(2220)(V)30sin(2220)(V)90sin(2220)()2(CBAttuttuttu（3）AUCUBU的表达式;知识二:三相交流电源连接方式？Y形、△形XZYNBCA中性线相线(火线)相线(火线)相线(火线)1.Y形连接电源绕组三个首端分别引出三根端线(A、B、C）称相线(火线),三个尾端连接公共点引出线（N）,称中性线(零线)AUCUBUXZYNBCAABUBCUCAU(1).相电压电源绕组首端指向尾端的电压(即火线与零线之间的电压)。(2).线电压火线与火线之间的电压。(3).三相四线制三根相线和一根中线,,——三相相电压对称用表示AUCUBU,,——三相线电压对称用表示ABUBCUCAUpUlU几个术语AUCUBUXZYNBCAABUBCUCAUY形连接相电压和线电压之间的关系如何？AUCUBUXZYNBCAABUBCUCAU3032330cos21AABAAABBAABUUUUUUUU三个电源相电压总是对称的，则三个线电压与相电压之间的关系为：)()()(ACACCACBCBBCBABAABUUUUUUUUUUUUUUU-UBUABUC-UBCUA-UCA303030303303303CCABBCAABUUUUUU303plUUV220V380PlUU、小常识线电压与相电压的关系结论2.三相电源的Δ形连接三相电源绕组首尾相连组成闭环，在三个连接点处向外引出三根火线，即构成Δ连接。ABUBCUCAUXZYBCAABCΔ形连接相电压和线电压之间的关系如何？AABUUBBCUUCCAUU0CBAUUU结论:线电压等于相电压,lpUUΔ形连接有一相接反电源会怎样?例C相接反烧坏电源CCBAUUUU20ABUBCUCAUXZYBCAABC三角形连接必须首尾相连注意数量上线电压是相电压的1.732倍；在相位上线电压超前与其相对应的相电压30°电角。验电笔的正确握法如下图示：你能说出对称三相交流电的特征吗？你会做吗？三相四线制供电体制中，你能说出线、相电压之间的数量关系及相位关系吗？如何用验电笔或400V以上的交流电压表测出三相四线制供电线路上的火线和零线？电笔头与被测导线接触时，使氖管发光的是火线（或端线），不发光的是零线。三个最大值相等、角频率相同、相位上互差120°的单相正弦交流电的组合。利用线电压和相电压的数量关系，用电压表连测三次即可确定其火线和零线。知识一:三相负载的Y形联接？Y形、△形三相电源与负载如何联接方式?负载中线电压与相电压、线电流与相电流怎样计算?1.三相负载的Y形连接中线电压UNN'=0。2.电源绕组相电压=负载端相电压,中线电流cbaNIIIIY接电路特点：1.相电流等于线电流aAIIbBIIcCII对称三相电源绕组的相电压负载阻抗负载端线电压负载端相电压线电流负载端相电流N'abUbcUcaUZAZBZCaUcUbUAUCUBUNBCAAINIBICIaccIbIaIb（1）.对称Y联接电路的分析对称三相负载的概念：ZZZZZCBA中线电流0CBANIIIIN'abUbcUcaUZAZBZCaUcUbUAUCUBUNBCAAINIBICIaccIbIaI在对称三相电路中，中线的有、无对电路无影响。应用举例电源线电压为380V，对称负载Y接，Z=3+j4Ω，V22033803plUU设V0220aUV120220bUV120220cU根据对称关系：求：各相负载中的电流及中线电流。1.53543jZA1.53441.5350220aaZUI有根据对称关系可得：A1.17344bIA9.6644cI0cbaNIIII对称三相负载电路的计算只要先求一相电路其它两相则可根据对称关系直接写出。归纳举例V120220V120220V0220CcBbAaUUUUUUVUVUUalp02202203三相四线制电路中,星形负载各相阻抗分别为ZA=8+j6Ω,ZB=3－j4Ω,ZC=10Ω,电源线电压为380V,求各相电流及中线电流。（2）.不对称Y联接电路的分析AjjjjAIIIIcbaN4.55426.349.231.19115.403.172.136.17120229.66449.3622中线电流则各相负载的相电流为AZUIAjZUIAjZUIcccbbbaaa12022010120220101202209.66441.535120220431202209.36229.361002206802203、不对称三相负载电路的计算只能一相一相求相电流。1、对称三相负载电路的计算相电流只要先求一相电路,其它两相则可根据对称关系直接写出。中线电流0CBANIIII中线电流CBANIIII总结三相负载Y连接电路计算方法不行，开关和保险断开时没有中性线，则阻抗大的相电压高损坏负载。中性线作用在于使不对称负载的相电压对称。Y形联接三相负载不对称，中性线上能不能接开关和保险？A...A相BCNB相C相一般用途最广的低压输电方式是三相四线制，采用三根相线加零线供电，零线由变压器中性点引出并接地，电压为380/220V，取任意一根相线加零线构成220V供电线路供一般家庭用,三根相线间电压为380V，一般供电机使用。三相五线制比三相四线制多一根地线，用于安全要求较高，设备要求统一接地的场所。三相五线制小知识三相不对称电路实例分析正确接法:每组灯相互并联,然后分别接至各相电压上。设电源电压为：V220380PUUl当有中线时，每组灯的数量可以相等也可以不等，但每盏灯上都可得到额定的工作电压220V。A...一组二组三组CBN若三相不对称，能否去掉中线？无中线且一相开路时的情况分析如果中线断开，设A相灯负载又全部断开，此时B、C两相构成串联，串联负载端电压为电源线电压380V。若B、C相对称，各相端电压为190V，均低于额定值220V而不能正常工作；若B、C相不对称，则负载大的一相分压少而不能正常发光，负载小的一相分压多则易烧损。A...A相BCNB相C相iA...A相BCNB相C相显然，三相四线制Y接电路中，中线不允许断开！如果中线断开，设又发生A相短路，此时B、C相都会与短接线构成通路，两相端电压均为线电压380V，因此B、C相由于超过额定值而烧损。由此可得，中线的作用是使Y接不对称三相负载的端电压保持对称。无中线且一相短路时的情况分析关于中线(零线)的有关结论由上例分析可得：负载不对称且又无中线时，负载上将得到大小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不到额定电压，各相负载均不能正常工作。对于照明电路这类三相不对称电路而言：实际应用中各相负载不能保证完全对称，所以必须采用三相四线制供电，而且必须保证中线(零线)可靠。前面分析可知，中线的作用在于：使星形连接的不对称三相负载得到相等的相电压。因此，为确保中线(零线)在运行中安全可靠不断开，中线上不允许接保险丝和开关！(1)三相负载的Δ形连接电路线电流相电流知识二:三相负载的△形联接电源“Y”接，负载为Δ形连接的三相电路。CAcBCbABa,,UUUUUU负载的相电压等于线电压cUbUaU相电压对a、b、c三个结点KCL方程可得：bccaCabbcBcaabAIIIIIIIII-IbcIAIca-IBIab-IC30abIbcIcaI线电流相电流ababAIII330cos2303abAII303bcBII303caCII线电流比相电流滞后30°3lpII=303030(2)三相负载Δ形连接电路分析当ZA=ZB=ZC三相负载对称时相电流、线电流都对称已知对称三相电路中，线电压为Ul=380V,负载阻抗Z=6+j8,分别求当上述三个负载接成形时负载的相电流，线电流，相电压和线电压。0380ABUAIbc1.173380AIca9.66380AjZUIABab1.533801.53100380860380相电流应用举例ABUBCUCAUAIbc1.17338AIca9.6638AIab1.5338相电流线电流1.838.65)301.53(383AIAAIB9.1568.651.2038.65)1201.83(8.65AIB9.368.65)1201.83(8.65Δ形对称三相负载电路的计算只要先求一相电路电流，其它两相相电流则可根据对称关系直接写出。归纳CAcBCbABaUUUUUU负载的相电压等于线电压0380ABU120380BCU120380CAUABUBCUCAU知识三：三相电路的功率负载对称时：cos3ppIUPCCCBBBAAACBAcoscoscosIUIUIUPPPP1.三相总有功功率：3ppIIUUll，星形接法时：cos3llIUP