good三相电源与三相负载

1、第6章 三相电路第六章第六章 三相交流电路三相交流电路 目前电力工程上普遍采用目前电力工程上普遍采用。 由三个幅值相等、频率相同（我们国家电网频率由三个幅值相等、频率相同（我们国家电网频率为为50HZ)彼此之间相位互差彼此之间相位互差120o的正弦电压所组成的的正弦电压所组成的供电相系统。供电相系统。 前面讲的交流电路，实际是三相电路的一相，因前面讲的交流电路，实际是三相电路的一相，因而称而称。 另一方面，三相电路也可看作按一定规律组成的另一方面，三相电路也可看作按一定规律组成的复杂交流电路，因而复杂交流电路，因而前面讨论的交流电路的一般规前面讨论的交流电路的一般规律和计算方法，在此仍然适用。

2、律和计算方法，在此仍然适用。第6章 三相电路三相交流发电机比相同尺寸的三相交流发电机比相同尺寸的单相交流发电机容量大。单相交流发电机容量大。如果以同样电压将同样大小的如果以同样电压将同样大小的功率输送到同样距离，三相输电线比单相输电线功率输送到同样距离，三相输电线比单相输电线节省材料。节省材料。 三相交流电动机比单相电三相交流电动机比单相电动机结构简单、体积小、运行特性好等等。动机结构简单、体积小、运行特性好等等。 因而三相制是目前世界各国的主要供电方式。因而三相制是目前世界各国的主要供电方式。第6章 三相电路（是固定的，亦称（是固定的，亦称）：定子铁心内圆周表面）：定子铁心内圆周表面 有槽，

3、放入三相电枢绕组。有槽，放入三相电枢绕组。三相绕组三相绕组n单相绕组单相绕组（是转动的，亦称（是转动的，亦称）三相绕组的三相电动势三相绕组的三相电动势幅值相等幅值相等, 频率相同频率相同, 彼彼此之间相位相差此之间相位相差120。+AXBY ZCXYZAB+SNC铁心绕组AX第一节第一节 三相电源与三相负载三相电源与三相负载+SN+SN+SN+SN+SN+SN+SN一、三相电源一、三相电源第6章 三相电路2、相量形式、相量形式tUu sinmA )120sin(mB tUu )120sin()240sin(mmC tUtUu oC120UU oB120 UUoA0UU 第6章 三相电路3、对称

4、正弦量、对称正弦量幅值相等幅值相等, 频率相同频率相同, 相位互相差相位互相差120的的正弦量。正弦量。对称正弦量对称正弦量特点特点为为：0 CBAUUU120120U UA A U UC C U UB B 120120120120三相电压相量图三相电压相量图0 CBAuuuuAuBuCu第6章 三相电路4、正弦量的相序、正弦量的相序三相交流电三相交流电在相位上的在相位上的先后次序称先后次序称为为。 上述的三相电源的相序为上述的三相电源的相序为ABC。在电力在电力系统中一般用系统中一般用区别区别A A、B B、C C 三相。三相。U Um mUUm m t t0 02 2 u uA Au uC

5、 Cu uB B第6章 三相电路二、三相电源的联接二、三相电源的联接1、星形联接、星形联接N N中点中点或零点或零点N NABC 把发电机三相绕组的末端把发电机三相绕组的末端 接成接成一点。而把始端一点。而把始端 作为与外电路相联接的端点。作为与外电路相联接的端点。 这种联接方式称为电源的这种联接方式称为电源的星形联结星形联结。XYZCBA、AUBUCUABUBCUCAU火线火线中线或零线中线或零线火线火线火线火线线电线电压压相电相电压压目前，我国供电系统目前，我国供电系统线电压线电压 380V，相电压相电压220V。 三相四线制三相四线制第6章 三相电路架空线路架空线路 我国国家我国国家标准

6、规定的电力标准规定的电力网额定电压有网额定电压有架空线路架空线路防震锤防震锤避雷线避雷线绝缘子绝缘子杆塔杆塔线夹线夹基础基础接地装置接地装置电缆线路电缆线路目前我国主要有：目前我国主要有：七大电力网。七大电力网。第6章 三相电路N N中点中点或零点或零点N NABCAUBUCUABUBCUCAU火线火线中线或零线中线或零线火线火线火线火线线电线电压压相电相电压压根据根据KVL：BAABUUU CBBCUUU ACCAUUU 第6章 三相电路各线电压与相电压之间的关系为各线电压与相电压之间的关系为:U UA A U UC C U UB B ABU3030o o3030o o3030o oBCUC

7、AU 线电压的有效值用线电压的有效值用 表示表示, 相电压的有效值用相电压的有效值用Up表示。表示。 由相量图可知它们的关系为由相量图可知它们的关系为:lUp3UUl oAAB303 UUoBBC303 UUoCCA303 UUBAABUUU CBBCUUU ACCAUUU 第6章 三相电路ABC 发电机三相绕组发电机三相绕组依次首尾相联，引依次首尾相联，引出三条线，称为三出三条线，称为三角形联结。角形联结。pUUl AABUU BBCUU CCAUU 第6章 三相电路交流电路中的用电设备，大体可分为两类：交流电路中的用电设备，大体可分为两类： 一类一类是需要接在三相电源上才能正常工作是需要接

8、在三相电源上才能正常工作的叫做的叫做三相负载三相负载,如果每相负载的阻抗值和阻抗如果每相负载的阻抗值和阻抗角完全相等，则为对称负载，如角完全相等，则为对称负载，如。 另一类另一类是只需是只需接单相电源的负载接单相电源的负载，它们可，它们可以按照需要接在三相电源的任意一相相电压或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，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，所以不是三相对但各相的复阻抗一般不相等，所以不是三相对称负载。如称负载。如三、三相负载的联接三、三相负载的联接第6章 三相电路i iB Bi iC Ci iN Ni iA

9、AN N AZBZCZ负载中电流负载中电流:(略线路阻抗略线路阻抗) 0AUU 120BUU 120CUUAAAZUI BBBZUI CCZUI C 中性线中的电流为中性线中的电流为:CBANIIII 若负载对称，即若负载对称，即 ZZZZCBAU UA A U UC C U UB B I IC C I IA A I IB B 对称负载相量图对称负载相量图0CBAN IIII三相交流三相交流电动机电动机ABCAUBUCUN N第6章 三相电路 如果三相负载对称如果三相负载对称, 中线中无电流中线中无电流, 故可将中线故可将中线除去除去, 而成为三相三线制系统。而成为三相三线制系统。 但是如果三

10、相负载不对称但是如果三相负载不对称, 中线上就会有电流中线上就会有电流IN通过通过, 此时中线是不能被除去的此时中线是不能被除去的, 否则会造成负载上否则会造成负载上三相电压严重不对称三相电压严重不对称, 使用电设备不能正常工作。使用电设备不能正常工作。第6章 三相电路 例例1 1 图中电源电压对称，图中电源电压对称，线电压线电压U=380 V ，负载为负载为 电灯电灯组，组，每相电灯（额定电压每相电灯（额定电压220V220V）负载的）负载的电阻电阻400400 。试计算：。试计算：(1)(1)求负载相电压、相电流求负载相电压、相电流；(2) (2) 如果如果A A相断开相断开时，其他两相时

11、，其他两相负载相电压、相电流负载相电压、相电流；(3) (3) 如果如果A A短路短路时，其他两相时，其他两相负载相电压、相电流负载相电压、相电流；(4) (4) 如果采用了三相四线制，当如果采用了三相四线制，当1 1相断开、短路时其他两相相断开、短路时其他两相负负载相电压、相电流载相电压、相电流。AU CU i iB Bi iC Ci iA AN N AZBZCZABCAUBUCUN NBU 解：解：（1） 负载负载对对称时，可以不接称时，可以不接中中线，负载的相电压线，负载的相电压与电与电 源源 的相电压的相电压相等相等（在额定电压（在额定电压下工作）下工作）。V2203380CBA UU

12、UA55. 0400220CBA III第6章 三相电路AU CU i iB Bi iC Ci iA AN N AZBZCZABCAUBUCUN NBU (2) (2) 如果如果A A相断开相断开时，其他两相时，其他两相负载相电压、相电流负载相电压、相电流；串联）串联）V(1902380 CBUU0A I灯暗）灯暗）A(475. 0400190CB II(3) (3) 如果如果A A短路短路时，其他两相时，其他两相负负载相电压、相电载相电压、相电流流；线电压）线电压）V(380 CBUU灯亮）灯亮）A(95. 0400380CB II 超过了的额定电压，灯将被损坏。超过了的额定电压，灯将被损坏

13、。(4) (4) 如果采用了三相四线制，当如果采用了三相四线制，当1 1相断开、短路时其他两相相断开、短路时其他两相负载相电压、相电流负载相电压、相电流。 因有中线，其余两相未受影响，电压仍为因有中线，其余两相未受影响，电压仍为220V。 但但A相短路电流很大将熔断器熔断。相短路电流很大将熔断器熔断。中线的作用中线的作用是什么？是什么？第6章 三相电路 例例 2 在如图（在如图（a）所示的三相四线制电路中）所示的三相四线制电路中, 外加外加电压电压UL=380 V, 试求各相负载电流及中线电流试求各相负载电流及中线电流VUUp220338031解解: 相电压为参考相量为参考相量, 则则:9 .

14、36449 .3650220340220jZUIAAAAU(a)ANCNBUCIAUBR1 4 jXLj3 R3 6 j XCj 8ICIBR2 5IN电路图UAAZUBBBI 120445120220AjZUICCC 1 .173221 .531012022086120220第6章 三相电路1 .975 .621 .3644CBANIIII中线的作用中线的作用: 中线在三相电路中的作用是既能为用户中线在三相电路中的作用是既能为用户提供两种提供两种不同的电压不同的电压, 同时又为星形联接的不对称负载提供对同时又为星形联接的不对称负载提供对称的称的 220 V相电压。相

15、电压。 因此因此, 为了保证负载的相电压对称为了保证负载的相电压对称, 在中线的干线在中线的干线上是上是的的, 而且要用具有足够机而且要用具有足够机械强度的导线作中线。械强度的导线作中线。 ICIBINIAUBIBICUCUA36.997.153.1(b)相量图第6章 三相电路2、负载的三角形联接、负载的三角形联接若忽略端线阻抗（若忽略端线阻抗（ZL=0）, 则电路具有以下关系。则电路具有以下关系。 i iC CA AB BC Ci iB Bi iA Ai iCACAi iBCBCi iABAB + +u uABAB + +u uBCBC + +u uCACAABZBCZCAZ(2) (2)

16、负载线、相电流之间的关系负载线、相电流之间的关系线、相电压对应相等线、相电压对应相等(1) (1) 负载线、相电压之间的关系负载线、相电压之间的关系各相负载相电流分别为各相负载相电流分别为ABABABZUI ABABABarctanRX BCBCBCarctanRX CACACAarctanRX 各相负载的电压与电流相位差分别为各相负载的电压与电流相位差分别为pCABCABUUUUUl BCBCBCZUI CACACAZUI 第6章 三相电路(2) (2) 负载线、相电流之间的关系负载线、相电流之间的关系 根据根据KCLKCL，负载线、相电流，负载线、相电流之间的关系为之间的关系为CAABAI

17、II ABBCBIII BCCACIII 若负载对称，即若负载对称，即ZZZZ CABCAB CABCABZUIIIIppCABCAB RXarctanCABCAB 和和 则负载相电流也是对称的，即则负载相电流也是对称的，即I IA A I IB B I IC C I ICACA I IABAB I IBCBC 显然三个线电流也对称，显然三个线电流也对称，若有若有效值用效值用I Il l表示，则有表示，则有I IA A= = I IB B= = I IC C= = I Il l，且且 ；相位上，相位上，线电流线电流滞滞后后相应的相电流相应的相电流3030o o 。 P3IIl U UABAB

18、U UCACA U UBCBC i iC CA AB BC Ci iB Bi iCACAi iBCBCi iABAB + +u uABAB + +u uBCBC + +u uCACAABZBCZCAZ第6章 三相电路 (3) 各线电流由各线电流由两相邻相电流决两相邻相电流决定定。在对称条件。在对称条件下下, 线电流是相电线电流是相电流的流的 倍倍, 即即 , 且且滞后于相应的相滞后于相应的相电流电流30。 3PII31由上述可知由上述可知, 在负载为三角形联接时在负载为三角形联接时, 相电压对称。相电压对称。 若某一相负载断开若某一相负载断开, 并不影响其他两相的工作。并不影响其他两相的工作。 AIBICIABIBCICAI0120030相量图相量图第6章 三相电路 例例 4 如图如图 所示的三相三线制电路中所示的三相三线制电路中, 各相负载的复各相负载的复阻抗阻抗Z=(6+j8) , 外加线电压外加线电压380V,试求正常工作时试求正常工作时负载的相电流和线电流。负载的相电流和线电流。 i iB Bi iC Ci iA AZABiBCiCAiZZA3810380 ZUIlP式中