第四章--三相电路

1、学习目标与要求学习目标与要求(1)(1)了解三相交流电的产生，理解对称三相电源的特点；了解三相交流电的产生，理解对称三相电源的特点； (2)掌握三相电源、三相负载的星形和三角形联结方法及掌握三相电源、三相负载的星形和三角形联结方法及 相电压、相电流、线电压、线电流的关系，了解中性线相电压、相电流、线电压、线电流的关系，了解中性线 的作用；的作用； (3) 熟悉三相对称电路的计算特点；熟悉三相对称电路的计算特点； 三相电路简述三相电路简述.7.三相电路的特点三相电路的特点上页 下页目录返回 三相电优点:1.从发电方面看,对于相同尺寸的发电机,采用三相的比单相的可以提高功率约50%；2.从输电方面

2、看,在输电距离,输送功率,功率因数,电压损失和功率损失等相同的输电条件下,输送三相电能较输送单相电能可以节约铜25%；3.从配电方面看,三相变压器比单相变压器更经济,而且三相变压器更便于接入三相及单相两类负载；此外,在用电设备方面,三相笼型异步电动机具有结构简单,价格低廉,坚固耐用,维护使用方便,且运行时比单相电动机振动小等优点。三相电路简述三相电路简述tUu sinmA )120sin(mB tUu )120sin(mC tUu uAuBuCt 0u+uAuBuCXABYCZ+ A相相B相相 C相相上页 下页目录返回 0AUU 120BUU 120CUU这三个正弦交流电源满足以下特征这三个正

3、弦交流电源满足以下特征0 CBAUUU120120120 AU CU BU上页 下页目录返回正序正序(顺序顺序)：ABCA负序负序(逆序逆序)：ACBAABC相序的实际意义：对三相电动机，如果相序反了，就会反转相序的实际意义：对三相电动机，如果相序反了，就会反转以后如果不加说明，一般都认为是正相序。以后如果不加说明，一般都认为是正相序。DABC123DACB123正转正转反转反转 对称三相电源的相序对称三相电源的相序ABC三相电源中各相电源经过同一值三相电源中各相电源经过同一值( (如最大值如最大值) )的先后顺序的先后顺序上页 下页目录返回把三个绕组的末端把三个绕组的末端 X, Y, Z 接

4、在一起，把始端接在一起，把始端 A,B,C 引出来引出来+AoX+BY+CZA UB UC UA+X+BCYZABCoA UB UC UBA UBC UCA UA IB IC I X, Y, Z 接在一起的点称为接在一起的点称为Y联接对称三联接对称三相电源的中性点，用相电源的中性点，用O O表示。表示。 电源星形联接电源星形联接( (Y联接联接) )上页 下页目录返回- -A- -+B+- -COOuAuBuC+BCU+CAU+AU+BU+CUABU+BU+AUABU+BCUCU+CAU、AU、ABUUp、UlAoBCuA+uC+uB+O,CU、BUCAU、BCU上页 下页目录返回- -A-

5、-+B+- -COOuAuBuCCBAIII、IPIlAIAIAoBCuA+uC+uB+OBIBICICI上页 下页目录返回ANBCOCU+BU+AUABU+BCU+CAUBAABUUU CBBCUUU ACCAUUU 30BU ABUAUCUBU3033)2323()2321(11200A30AB UUejUjUUUUj上页 下页目录返回 30ABUAUCUBUBCUCAU 30 30 303CCAUU 303BBCUU相电压对称相电压对称线电压也是线电压也是对称的对称的上页 下页目录返回对对Y接法的接法的对称三相电源对称三相电源 所谓的所谓的“对应对应”：对应相电压用线电压的：对应相电压用

6、线电压的 第一个下标字母标出。第一个下标字母标出。(1) 相电压对称，则线电压也对称。相电压对称，则线电压也对称。(3) 线电压相位超前对应相电压线电压相位超前对应相电压30o。 .3 ,3 )2(plUU 即即倍倍的的线线电电压压大大小小等等于于相相电电压压CCABC BB A UUUUUUA结论结论星型联接时，线电流等于相电流。星型联接时，线电流等于相电流。上页 下页目录返回 此结论对负载端也适用！此结论对负载端也适用！电源三角形联接电源三角形联接( 联联接接) )三个绕组始末端顺序相接三个绕组始末端顺序相接A+X+BCYZABCB UC UA UBA UBC UA IB IC ICA U

7、+AXBYCZA UB UC U+三角形联接的对称三相电源没有中点三角形联接的对称三相电源没有中点上页 下页目录返回关于关于 联联接电源需要强调一点：始端末端要依次相连。接电源需要强调一点：始端末端要依次相连。正确接法正确接法错误接法错误接法I =0 , 联联接电源接电源中不会产生环流。中不会产生环流。注意注意A UB UC U I0CBA UUUCCBA2 UUUUA UB UC U IC U总总 UI 0 , 接电源接电源中将会产生环流。中将会产生环流。上页 下页目录返回 当将一组三相电源连成三角形时，当将一组三相电源连成三角形时，应先不完全闭合，留下一个开口，在开口应先不完全闭合，留下一

8、个开口，在开口处接上一个交流电压表，测量回路中总的处接上一个交流电压表，测量回路中总的电压是否为零。如果电压为零，说明连接电压是否为零。如果电压为零，说明连接正确，然后再把开口处接在一起。正确，然后再把开口处接在一起。V上页 下页目录返回oCoBoA120 120 0 UUUUUU设设oCCAoBCBoABA1201200 UUUUUUUUU线电压等于对应的相电压线电压等于对应的相电压A+X+BCYZABCB UC UA UBA UBC UA IB IC ICA U上页 下页目录返回线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系+CAU+ABU+BCUACBZZZCB IBA IAC IAIBICI

9、- -BUABC- -AUCU- -设为参考相量，则设为参考相量，则oPA0 UUoPB120 UUoPC120 UU上页 下页目录返回oBAoPoPCAAC120)120(120 IIZUZUI )(0PoPABBA IZUZUIoBAoPoPBCCB120)120(120 IIZUZUI +CAU+ABU+BCUACBZZZCB IBA IAC I- -BUABC- -AUCU- -B上页 下页目录返回：(1) 线电压等于相电压线电压等于相电压 ；(2) 线电流线电流有效值有效值是相电流是相电流有效值有效值的的 倍，线倍，线电流在相位上依次电流在相位上依次落后落后相应的相电流相应的相电流

10、。3o30oooo3033033)23211 (1200BA30ACBAA IIIejIIIIIIjoCBB303 IIoACC303 II 120120-oACCBBAIIIIII则则设设上页 下页目录返回三相电路的联接形式三相电路的联接形式 三相电路就是由对称三相电源和三相负载联接起来所三相电路就是由对称三相电源和三相负载联接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以组成：组成的系统。工程上根据实际需要可以组成：电源电源YY负载负载电源电源Y负载负载上页 下页目录返回4.7.4 对称对称三相电路计算三相电路计算上页 下页目录返回+_+_+ooZZZA UB UC UA IB IC IABCa

11、bc以以o点为参考点，对点为参考点，对o点列点列写节点方程：写节点方程：CBAoo111)111( UZUZUZUZZZ0)(13CBAoo UUUZUZ电源侧线电压对称，负载侧线电压也对称。电源侧线电压对称，负载侧线电压也对称。负载侧相电压：负载侧相电压：oCOOCOcooBOOBOboAOOAOao1201200 UUUUUUUUUUUUUUUooUaoU0 oo U上页 下页目录返回计算电流：计算电流：ZUZUZUIZUZUZUIZUZUZUIcoboao oCCoBBAA120|120|流过每相负载的电流与流过相应端线的线电流是同流过每相负载的电流与流过相应端线的线电流是同一个电流，且

12、三相电流也是对称的。一个电流，且三相电流也是对称的。因因O，O两点等电位，可将其短路，且其中电流为两点等电位，可将其短路，且其中电流为零。这样便可将三相电路的计算化为一相电路的计算。零。这样便可将三相电路的计算化为一相电路的计算。当求出相应的电压、电流后，再由对称性，可以直接写当求出相应的电压、电流后，再由对称性，可以直接写出其它两相的结果。出其它两相的结果。+_+_+ooZZZA UB UC UA IB IC IABCabcooUaoU上页 下页目录返回+_+_+OOZZZA UB UC UA IB IC IABCabc一相计算电路：一相计算电路：A IooZZUZUZUI |AaoA由一相

13、计算电路可得：由一相计算电路可得：由对称性由对称性可写出：可写出：ZUIZUI oCoB120| ,120|aoUA U+AaaoU上页 下页目录返回 结论结论有无中线对电路情况没有影响。没有中线有无中线对电路情况没有影响。没有中线(YY接，接，三相三线制三相三线制)，可将中线连上，此时中线中没有电流。因，可将中线连上，此时中线中没有电流。因此，此，YY接电路与接电路与Y0Y0接接(有中线有中线)电路计算方法相同。电路计算方法相同。且中线有阻抗时可短路掉。且中线有阻抗时可短路掉。2. 对称情况下，各相电压、电流都是对称的，可采用一相对称情况下，各相电压、电流都是对称的，可采用一相（A相）等效电

14、路计算。只要算出一相的电压、电流，相）等效电路计算。只要算出一相的电压、电流，则其它两相的电压、电流可按对称关系直接写出。则其它两相的电压、电流可按对称关系直接写出。1. Uoo=0，电源中点与负载中点等电位。，电源中点与负载中点等电位。3. Y形形 联接的对称三相负载，其负载的相、线电压、负载联接的对称三相负载，其负载的相、线电压、负载的相、线电流的关系为：的相、线电流的关系为：abAaoabIIUU ，303上页 下页目录返回(1) 将所有三相电源、负载都化为等值将所有三相电源、负载都化为等值YY接电路；接电路； (2) 连接各负载和电源中点，中线上若有阻抗可不计；连接各负载和电源中点，中

15、线上若有阻抗可不计；(3) 画出单相计算电路，求出一相负载的电压、电画出单相计算电路，求出一相负载的电压、电 流：流：(5) 根据根据 接、接、Y接时接时线量（线量（Ul、Il）、相量（）、相量（Up、Ip）之）之间的关系，求出原电路的电流电压。间的关系，求出原电路的电流电压。(4) 由对称性，得出其它两相的电压、电由对称性，得出其它两相的电压、电 流。流。对称三相电路的对称三相电路的一般计算方法一般计算方法上页 下页目录返回+_+_+OOZZZA UB UC UA IB IC IABCabc一相计算电路：一相计算电路：A IooZZUZUZUI |AaoA由一相计算电路可得：由一相计算电路可

16、得：由对称性由对称性可写出：可写出：ZUIZUI oCoB120| ,120|aoUA U+AaaoU上页 下页目录返回YY接接ZZUUUUUUCBA | 120 120 0oo设设+_+_+OOZZZA UB UC UA IB IC IABCabc一相计算电路：一相计算电路：A IooZZIUAoa 由对称性由对称性可写出：可写出：oo120,120 oaocoaobUUUUaoUA U+AaaoU上页 下页目录返回ZUZUZUI |AaoAY 接接+_+_+NZZZA UB UC UA IB IC IABCabcab Ibc Ica IZZUUUUUUCBA | 120 120 0oo设设

17、上页 下页目录返回将原电路化为将原电路化为Y-Y形式。形式。+A UA IA0OaZ/3A I+_+_+oZZZA UB UC UB IC IABCabcab Ibc Ica IoZ/3上页 下页目录返回ZZUUUUUUCBA | 120 120 0oo设设|Z|UZUZ/UIAoaA 333+A UA IAoOaZ/3|Z|UIIooAab 3033031AB303303UZIUUUaboooaab A I+_+_+oZZZA UB UC UB IC IABCabcab Ibc Ica IoZ/3上页 下页目录返回 例例ABCZZZZlZlZl已知对称三相电源已知对称三相电源线线电压为电压为

18、380V，Z=6.4+j4.8 ， Zl =3+j4 。求：负载求：负载Z的相电压、线电压和的相电压、线电压和相电流。相电流。解：解： AU+A+BO+CBU C UZlZlZlZZZ+AU A IAOoaZZl上页 下页目录返回OOabcabc+AU A IAOOaZZlV03220V 0380oAoAB UU则则设设 A3.171 .1743.188.12 03220j8.89.4 03220ooooAA lZZUIV 2 .368 .1369 .3683.171 .17oooAoa ZIUV 2 . 69 .236V 2 . 68 .1363303ooooaab UUUl =380V，Z=6.4+j4.8 ， Z l =3+j4 上页 下页目录返回 A3.171 .1743.188.12 03220j8.89.4 03220ooooAOA lZZUIV 2 .368 .1369 .3683.171 .17oooAoa ZIUV 2 . 69 .236V 2 . 68 .1363303ooooaab UU上页 下页目录返回A9 .461 .171 .731201 .17A1 .1931 .171 .731201 .17CBII V8 . 388 .1361202 .368 .136 V156.2-8 .136120-2 .368 .136oocoobUUV 8