电工电子4

三相电路电工技术1.三相电路的基本概念2.对称三相电路的分析3.不对称三相电路的概念4.三相电路的功率返回第4章三相电路重点：三相电路电工技术三相电路由三相电源、三相负载和三相输电线路三部分组成。①发电方面：比单项电源可提高功率50％；②输电方面：比单项输电节省钢材25％；4.1三相电源三相电路的优点下页上页配电方面：三相变压器比单项变压器经济且便于接入负载；运电设备：结构简单、成本低、运行可靠、维护方便。返回三相电路电工技术4.1.1对称三相电源的产生通常由三相同步发电机产生，三相绕组在空间互差120°，当转子以均匀角速度转动时，在三相绕组中产生感应电压，从而形成对称三相电源。三相同步发电机示意图三相电源是三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差1200的正弦电源。NSººIAZBXCY下页上页返回三相电路电工技术下页上页返回三相电路电工技术①瞬时值表达式②波形图A、B、C三端称为始端，X、Y、Z三端称为末端。uAuBuCut0A+–XuAB+–YuBC+–ZuC下页上页返回A()2cosutUtB()2cos(-120)utUtC()2cos(120)utUt三相电路电工技术120°③相量表示oA0UUAUCUBU120°120°BCA0UUUBAUU下页上页返回oB120UUoC120UU④相量图对称三相电源的特点ABCuuu0三相电路电工技术正序(顺序)：A—B—C—A负序(逆序)：A—C—B—AABC以后如果不加说明，一般都认为是正相序。ABC三相电源各相经过同一值(如最大值)的先后顺序。⑤对称三相电源的相序下页上页返回三相电路电工技术4.1.2三相电源的星形（Y）连接将三相的末端X,Y,Z连接在一起，称为电源的中性点或零点，用O或N表示。+–AOX+–BY+–CZAUBUCU+ABCOAUBUCU-下页上页返回三相电路电工技术下页上页返回①端线，相线(火线)：始端A,B,C三端的引出线。②中线（零线）：中性点O引出线+ABCOAUBUCU-③三相四线制：电源作星形连接时有四根引出线④相电压：火线与零线间的电压。⑤线电压：火线与火线之间的电压。BCCAAB,,UUUABC,,UUUBAUBCUCAUABAOBOUUUBCBOCOUUUCACOAOUUU三相电路电工技术oA0UUAU+–A+–B+–CBUCUBAUBCUCAUooAB0120UUU下页上页返回相电压和线电压的关系BOUBAU30oAOUBOUCOUoA330UoBoCCABC3339030503310UUUUUU已知三相对称电源，o330U三相电路电工技术下页上页返回Y连接的对称三相电源(1)相电压对称，则线电压也对称(3)线电压超前对应的相电压30o。结论oAABoBBCoCCA330330330UUUUUU练习P1024.1.4p3lUU(2)线电压是相电压的倍，3三相电路电工技术4.2三相负载的星形连接(1)星形连接当，称三相对称负载ABCZZZ三相电路的负载也有二种连接方式：星形和三角形A'B'C'O'ZAZCZBA'B'C'O'ZAZCZB下页上页返回三相电路电工技术(2)三角形连接A'B'C'ZBCZCAZABA'B'C'ZBCZCAZAB下页上页返回当，称三相对称负载ABBCCAZZZ三相电路电工技术A'B'C'O'ZAZCZB负载的相电压：每相负载上的电压。负载的线电压：负载端线间的电压。''''''AOBOCO,,UUU''''''ABBCCA,,UUU线电流：流过端线（火线）的电流。ABC,,III相电流：流过每相负载的电流。ABC,,III''BOU+-AIAI下页上页返回Y连接时，线电流等于相电流结论plII三相电路电工技术ZZZO'+–AO+–B+–CAUBUCU下页上页返回+–AOX+–BY+–CZAUBUCUA'B'C'O'ZAZCZB三相四线制ZZZO'+–AO+–B+–CAUBUCU三相三线制三相电路电工技术下页上页返回4.2.1三相四线制电路O'ZAZBZC+–O+–+–AUBUCUAIBICIoA0UUoB120UUoC120UU已知：要求计算：各负载上的电压和电流及中线电流。O'ZA+–AUAIOAAAUIZBBBUIZCCCUIZOIABCIII•OIAAUUBBUUCCUU三相电路电工技术ABCZZZZ(1)负载对称，即AAUIZoBA120IIoCA120II中线电流：OIABCIII0结论故可去掉中线，采用三相三线制连接，也可以保证负载正常工作4.2.1三相四线制电路(2)负载不对称AAAUIZBBBUIZCCCUIZ中线电流：OIABCIII0三相电路电工技术结论三相负载不对称时采用三相四线制连接，仍可以保证各负载正常工作OO0U即两中性点间无电压BBCCUUUU，三相负载能否正常工作？AAOOUUUAAUU三相电路电工技术4.2.2三相三线制电路O'ZAZBZC+–O+–+–AUBUCUAIBICI(1)负载对称各电压电流与三相四线制中相同，(2)负载不对称CABOOABCABC111()UUUUZZZZZZOO0U各相负载电压为：即中性点位移，使得各相负载电压不再对称!!AAOOUUUBBOOUUUCCOOUUU故仅对A相分析即可三相电路电工技术AUBUCUOOUO'AUBUCUO结论①负载不对称，电源中性点和负载中性点不等位，中线中有电流，各相电压、电流不再对称；②中线上不接负载，不装保险。一旦中线断开，负载将不能正常工作。AAOOUUUBBOOUUUCCOOUUU4.2.2三相三线制电路练习P105三相电路电工技术例1(1)正常情况下，三相四线制，中线阻抗约为零。每相负载的工作情况相对独立。(2)若三相三线制,设A相断路(三相不对称)灯泡电压低，灯光昏暗。ACBO'照明电路：COBOBC/2UUUACBOO'下页上页返回P1144.2.54.2.6三相电路电工技术4.3三相负载的三角形连接ABCZBCZCAZAB负载的相电压：负载的线电压：等于相电压。ABBCCA,,UUU每相负载上的电压ABCZBCZCAZAB即为电源的线电压，不论负载对称与否!!plUUABUCAUBCU三相电路电工技术+–CU+–AU+–BU线电流：流过端线（火线）的电流。ABC,,III相电流：ABBCCA,,IIIABCZBCZCAZAB每相负载上的电流ABIBCICAIABABABUIZCIBIAIAABCAIIIBBCABIIICCABCIII当负载对称时，可得：AAB330IIBBC330IICCA330II三相电路电工技术结论△连接的三相对称负载电路：(2)线电流相位滞后对应相电流30o。下页上页返回△连接：plUUp330lII负载对称时:Y连接：plII负载对称时:p330lUUAABCAIIIBABAUUUP1154.3.34.3.4p3lII(1)线电流是相电流的倍，3三相电路电工技术例1如图电路中，电源三相对称。当开关S闭合时，电流表的读数均为5A。求：开关S打开后各电流表的读数。解开关S打开后，表A2的电流数与负载对称时相同。而表A1和表A3的电流数等于负载对称时的相电流。ZZZA2SA3A1=5AA2A89.23/5A1A3下页上页返回P1154.3.6三相电路电工技术4.4三相电路的功率有功功率下页上页返回ABCPPPP△连接Y连接：P=UpIpcoszP=3Pp=3UpIpcosz若负载对称：即各相功率之和若用线电压和线电流表示：plUUp3lIIplIIp3lUUZ3cos3llUPIZ3cosllUIZ3cosllPUI三相电路中所有负载消耗的功率或者三相电源发出的总有功功率三相电路电工技术下页上页返回ZPPP=3Pp=3UpIpcoszZ3cosllPUIZZZZcosPUI2ZIR有功功率无功功率ZQQQ=3Qp=3UpIpsinzZ3sinllQUI负载对称：ABCPPPPABCQQQQZZZZsinQUI2ZIX视在功率22SPQ三相电路电工技术例4.4.1oAB38030VU下页上页返回三相对称电源线电压为380V，Z1=10，Z2=4–j3。求线电流及电路总的有功功率P，无功功率Q和视在功率。AI设：oA2200VU解一：对A相求PA=3UAIAcos，则P=3PA解二：分别求P星形和P三角形连接,则P为二者之和。ACBZ1Z2AI1AI2AI解三：ZPPZ1Z233PPP三相电路电工技术2Z1ABZ1PIRABAB1UIZ2Z2A2Z2PIRAA22UIZACBZ1Z2AI1AI2AI2Z1ABZ1QIX2Z2A2Z2QIX22SPQZ1Z233QQQZ1Z233PPPP1154.4.34.4.64.4.5三相电路电工技术2.三相功率的测量①三表法若负载对称，则需一块表，读数乘以3。AABBCCpuiuiuiCBAPPPP三相四线制*三相负载WABCO*****WW下页上页返回三相电路电工技术②二表法测量线路的接法是将两个功率表的电流线圈串到任意两相中，电压线圈的同名端接到其电流线圈所串的线上，电压线圈的非同名端接到另一相没有串功率表的线上。（有三种接线方式）三相三线制*三相负载WABC***W注意下页上页返回三相电路电工技术ABCZZZZ(1)负载对称，即AAUIZoBA120IIoCA120II中线电流：OIABCIII0结论故可去掉中线，采用三相三线制连接，也可以保证负载正常工作OO0UAAOOUUUBBOOUUUCOOCUUUAABBCCUUUUUU，，CABOO111()UUUUZZZZZZ又4.2.1三相四线制电路三相电路电工技术例4.2.1有一对称负载作四线制星形连接，已知负载Z=30+j40Ω，线电压,求相电流iA,iB,iC。l380VUO'ZZZAIBICI解：设：AB38030VUABA-30=2200V3UUAA22004.453A3040UIZjA4.42sin(53)AitB4.42sin(173)AitC4.42sin(67)AitABCOO'ZA+–AUAIOA相计算电路三相电路电工技术A’B’C’RRRA’B’C’RRR例1已知对称三相电路线电压Ul，问负载接成Y和各从电网获取多少功率？2:33lllUUPURR接2Y:333lllUUUPRR接下页上页返回3cosllZPUI利用解一：利用P=3Pp=3UpIpcosz3YPP解二：2Y:33lllUUPURR接2:333lllUUPURR接三相电路电工技术A’B’C’RRRA’B’C’RRR解三：2Y:333lllUUUPRR接2:33lllUUPURR接ZPP利用cosZZZUI