电工技能培训专题-电路-三相电路

JiangSuUniversityOfScienceandTechnology.ZhangjiagangCampus.CircuitCourseLecturedByXuebinJiang/InformationSchoolThursday,April08,20211第十二章三相电路12.1三相电路12.2线电压(电流)和相电压(电流)的关系12.3对称三相电路的计算12.4不对称三相电路的概念12.5三相电路的功率JiangSuUniversityOfScienceandTechnology.ZhangjiagangCampus.CircuitCourseLecturedByXuebinJiang/InformationSchoolThursday,April08,20212基本要求熟练掌握对称三相电路的线电压与相电压，线电流与相电流之间的关系；熟练掌握对称三相电路的分析方法及三相功率的计算；了解不对称三相电路的中性点位移；掌握三相电路的测量问题。与其它章节的联系三相电路可以看成是三个同频率正弦电源作用下的正弦电流电路，对它的计算，第九章正弦电流电路中所阐述的方法完全适用。JiangSuUniversityOfScienceandTechnology.ZhangjiagangCampus.CircuitCourseLecturedByXuebinJiang/InformationSchoolThursday,April08,20213在世界各国的电力系统中，供电方式绝大多数都采用三相制。原因是采用三相制供电比单相制供电有更多的优越性：在电能的生产方面三相交流发电机比同样尺寸的单相交流发电机容量大；在电能的传输方面三相输电线路比单相输电线路节省材料；在用电方面三相交流电动机比单相电动机结构简单、体积小、起动和运行性能好。三相电力系统由：三相电源、三相负载和三相输电线路三部分组成。12.1三相电路JiangSuUniversityOfScienceandTechnology.ZhangjiagangCampus.CircuitCourseLecturedByXuebinJiang/InformationSchoolThursday,April08,202141.对称三相电源对称三相电源由三相同步发电机产生。定子三相绕组在空间互差120o，当转子(磁极)以均匀角速度w转动时，在三相绕组中产生感应电压。(1)三相电源的表达形式uA=2Ucos(wt)uB=2Ucos(wt-120o)uC=2Ucos(wt+120o)瞬时值表达式相量.UA=U0o.UB=U-120o.UC=U120o=a2.UA=a.UAa=1∠120o，是工程上为方便而引入的相量算子。12.1三相电路JiangSuUniversityOfScienceandTechnology.ZhangjiagangCampus.CircuitCourseLecturedByXuebinJiang/InformationSchoolThursday,April08,20215*了解相量算子α=1∠120oa2=1∠240o乘α，相当于原相量逆时针(超前方向)旋转120o=1∠-120o乘α2相当于原相量顺时针(滞后方向)旋转120o=1／a将a写成代数形式1-a=1-a2=a=-21+j2323-j23=3-120o23+j23=3120o12.1三相电路JiangSuUniversityOfScienceandTechnology.ZhangjiagangCampus.CircuitCourseLecturedByXuebinJiang/InformationSchoolThursday,April08,20216(2)相序①正序的特点：三个电压有效值相等，相位依次滞后120o。A→B→C→A波形图uowt2ppuAuBuC相量图.UAo.UB120o.UC120o120o12.1三相电路JiangSuUniversityOfScienceandTechnology.ZhangjiagangCampus.CircuitCourseLecturedByXuebinJiang/InformationSchoolThursday,April08,20217②负序(逆序)的特点：三个电压有效值得相等，相位依次超前120o。不管是正序还是负序，对称三相电压满足：.UA+.UB+.UC=012.1三相电路uA+uB+uC=0③零序的特点三个电压有效值相等，相位相同。.UA=.UB=.UC电力系统一般采用正序，今后若不加说明，均指正序。在采用对称分量法分析不对称三相电路时，用到负序和零序。JiangSuUniversityOfScienceandTechnology.ZhangjiagangCampus.CircuitCourseLecturedByXuebinJiang/InformationSchoolThursday,April08,202182.三相电源的连接(1)Y(星)形连接电源每一相的电压称为相电压。各相电源中的电流称相电流。两火线之间的电压称为线电压。火线中的电流称线电流。中线N星形连接ABC+-.UA+-.UB+-.UC三个电源的一端汇集于一点N，称中(性)点或零点。从三个电源的另一端引出的导线A、B、C称为端线。从中点引出的导线称为中线。或相线，俗称火线。12.1三相电路JiangSuUniversityOfScienceandTechnology.ZhangjiagangCampus.CircuitCourseLecturedByXuebinJiang/InformationSchoolThursday,April08,20219(2)三角形连接三相电源依次连接成一个回路，再从端子A、B、C引出端线。3.三相电路三相负载：按Y形或△形连接的三个独立负载。三相电路：三相电源与三相负载的组合电路。+-uA+-uB+-uCABC△形连接但△形连接不能引出中线。(三相交流发电机的三套绕组依次首尾连接，构成一个闭合回路。)△形连接的相电压、线电压、相电流、线电流的概念与Y形连接相同，12.1三相电路JiangSuUniversityOfScienceandTechnology.ZhangjiagangCampus.CircuitCourseLecturedByXuebinJiang/InformationSchoolThursday,April08,202110(1)“简单三相电路”连接形式有三相三线制三相四线制Y0-Y0+-+-.UB+-.UC.UAABCZZZA'B'C'Z1Z1Z1.IA.IB.ICN'NZN.IN此外Y-Y、Y-△在Y-Y连接中加中线。还有△-Y、△-△。12.1三相电路JiangSuUniversityOfScienceandTechnology.ZhangjiagangCampus.CircuitCourseLecturedByXuebinJiang/InformationSchoolThursday,April08,202111(2)“复杂三相电路”多组对称三相电源与多组三相负载组合在一起，可构成所谓的“复杂三相电路”。(3)“对称三相电路”各电源与各负载都对称的三相电路。对称负载指：三个独立负载阻抗相等。(4)否则，为“不对称三相电路”。在实际三相电路中，三相电源是对称的，三条端线阻抗是相等的，但负载不一定对称。12.1三相电路JiangSuUniversityOfScienceandTechnology.ZhangjiagangCampus.CircuitCourseLecturedByXuebinJiang/InformationSchoolThursday,April08,2021121.Y形连接由相量图：UAB=2×UAcos30o由KVL：.UAB=.UA-.UB.UBC=.UB-.UC.UCA=.UC-.UA.UA.UB.UCN.-UB.UAB30o.-UC.UBC.-UA.UCA+-+-.UB+-.UC.UAABCZZZA'B'C'Z1Z1Z1.IA.IB.ICN=UA3即线电压是相电压的倍！312.2线电压(电流)与相电压(电流)的关系JiangSuUniversityOfScienceandTechnology.ZhangjiagangCampus.CircuitCourseLecturedByXuebinJiang/InformationSchoolThursday,April08,202113若相电压依次为：则线电压依次为：即若相电压对称，则线电压也依序对称，相位依次超前30o!.UBC.UAB.UA.UB.UCN.UCA.UA=U0o.UB=a2.UA.UC=a.UA.UAB=.UA30o.UBC=a2.UCA=a.UAB.UAB而且.UAB+.UBC+.UCA=0312.2线电压(电流)与相电压(电流)的关系.UAB=.UA30o3同理：.UBC=.UB30o3.UCA=.UC30o3JiangSuUniversityOfScienceandTechnology.ZhangjiagangCampus.CircuitCourseLecturedByXuebinJiang/InformationSchoolThursday,April08,202114综上所述对Y形连接对Y形连接相电流与线电流是相等的关系。若相电压的次序为.UA、.UB、.UC线电压的次序为.UAB、.UBC、.UCA线电压的相位依次超前相电压30o!对称也对称上述关系对Y形电源和Y形负载都适用。+-+-.UB+-.UC.UAABCZZZA'B'C'Z1Z1Z1.IA.IB.ICN线电压是相电压的倍。312.2线电压(电流)与相电压(电流)的关系JiangSuUniversityOfScienceandTechnology.ZhangjiagangCampus.CircuitCourseLecturedByXuebinJiang/InformationSchoolThursday,April08,2021152.三角形连接显然，相电压等于线电压：而相电流与线电流不相等。以负载为例，若对称相电流次序为.UA.UAB=.UB.UBC=.UC.UCA=ABCZZZZ1Z1Z1.IA.IB.IC.IA'B'A'B'C'.IB'C'.IC'A'.IA'B'、.IC'A'.IB'C'、则.IA'B'超前.IB'C'120o.IA'B'=a.IB'C'.IB'C'超前.IC'A'120o:.IB'C'=a.IC'A'+-uA+-uB+-uCABC12.2线电压(电流)与相电压(电流)的关系JiangSuUniversityOfScienceandTechnology.ZhangjiagangCampus.CircuitCourseLecturedByXuebinJiang/InformationSchoolThursday,April08,202116所以线电流依次为.IC.IA.IB.IA'B'.IB'C'.IC'A'.IA=.IA'B'-.IC'A'=(1-a).IA'B'.IA'B'-30o.IB=.IB'C'-.IA'B'=(1-a).IB'C'.IB'C'-30o.IC=.IC'A'-.IB'C'=(1-a).IC'A'.IC'A'-30o.IAABCZZZZ1Z1Z1.IA.IB.IC.IA'B'A'B'C'.IB'C'.IC'A'=3=3=312.2线电压(电流)与相电压(电流)的关系JiangSuUniversityOfScienceandTechnology.ZhangjiagangCampus.CircuitCourseLecturedByXuebinJiang/InformationSchoolThursday,April08,202117结论①对△形连接(电源或负载)：线电压