第3章三相电路2015

1、第第3章章三相交流电路三相交流电路输输电电线线路路 3.2 3.2 三相负载三相负载 2. 2. 三相交流电源的联接三相交流电源的联接3.1 3.1 三相电源三相电源3.3 3.3 三相电路的功率三相电路的功率1. 1. 对称三相电动势对称三相电动势1.1. 负载星形接法及计算负载星形接法及计算2. 2. 负载三角形接法及计算负载三角形接法及计算3.1 三相电源三相电源三相发电设备三相发电设备L1L2 L3 L2L3L1 SN1 1、对称三相电动势、对称三相电动势三相电压的特征：三相电压的特征：大小相等，频率相同，相位互差大小相等，频率相同，相位互差120tEemsin1)120sin(02t

2、Eem)120sin(03tEem对称三相电动势的相量关系：对称三相电动势的相量关系：03.2.1.EEE1201200321EEEEEE三相电动势的相序三相电动势的相序上述三相电动势的相序（次序）上述三相电动势的相序（次序）1、2、3称为称为正序正序或顺序。或顺序。与此相反，如与此相反，如2 2相超前相超前1相相120，3相超相超前前2相相120，这种相序称为这种相序称为反序反序或或逆序逆序。电力系统一般采用正序。电力系统一般采用正序。u三相电源的星形联结三相电源的星形联结 将发电机三相绕组三个末端接在一起。将发电机三相绕组三个末端接在一起。 三个绕组末端的连接点称为三个绕组末端的连接点称为

3、中性点中性点 ( N )。 三个首端三个首端L1 、L2、 L3称为称为端点端点。 由中性点由中性点N引出的供电线称为引出的供电线称为中性线中性线或或零线零线。 由三个首端引出的供电线称为由三个首端引出的供电线称为相线相线或或火线火线。L1 L3 L2 L1 L3 + e1+ e2L2 + e3星形联结星形联结L1L2 L3L1L2L3 2 2、三相交流电源的联接、三相交流电源的联接 I1 I3 I2中性线中性线 (零线零线) 线电流线电流相电压相电压相线相线 (火线火线) 线电压线电压相电流相电流三相四线制三相四线制 I1 IL1 = I2 IL2 = I3 IL3 = U12 U1U23

4、U2U31 U3L1L2L3N IL2 IL3 IL1 IN1.线电流与相电流的有效值关系线电流与相电流的有效值关系2.线电压与相电压的有效值关系线电压与相电压的有效值关系IL= IPU12+ U23+U31+U1+U2+U3+ 30U23U2U31U3U2U12U1 =3 U12U130o =3 U23U230o =3 U31U330o u三相电源的三角形联结三相电源的三角形联结 将三相电源中每相绕组的首端依次与另一相将三相电源中每相绕组的首端依次与另一相 绕组的末端连接在一起，形成闭合回路。绕组的末端连接在一起，形成闭合回路。三角形联结三角形联结L1 L1 L2 L3 L2L3L1 L3

5、L2 L1 L3 + e1+ e2L2 + e3三相三线制三相三线制 I1 I2 I3线电流线电流相电压相电压相线（火线）相线（火线）线电压线电压相电流相电流U12U1 = U23U2 = U31U3= 1.线电压与相电压的有效值关系线电压与相电压的有效值关系UL= UP I1 IL1= - I3 I2 IL2= - I1 I3 IL3= - I22.线电流与相电流的有效值关系线电流与相电流的有效值关系L1L2L3 IL1 IL3 IL2( U1 )U12+U23 ( U2 )+U31( U3 )+ I1 I1 30 IL1 I2 I3 IL2 IL2I3I2 =3 IL1 I1 30o =3

6、 IL2 I2 30o =3 IL3 I3 30o 3.2 3.2 三相负载三相负载电源和负载的连接电源和负载的连接1 1、负载的连接方式、负载的连接方式负载也可以连接成星形或三角形。负载也可以连接成星形或三角形。当三相阻抗相等时，就称为当三相阻抗相等时，就称为对称三相负载对称三相负载。2 2、三相电路、三相电路从三相电源的从三相电源的3 3个端子引出具有相同阻抗的个端子引出具有相同阻抗的3 3条输电线，把一些对称三相负载连接在输电线上就条输电线，把一些对称三相负载连接在输电线上就形成了形成了对称三相电路对称三相电路。实际三相电路中，三相电源是对称的，但实际三相电路中，三相电源是对称的，但负负

7、载载则则不一定是对称不一定是对称的。的。3 3、三相电路的连接方式、三相电路的连接方式三相电源为星形电源，负载为星形负载，称三相电源为星形电源，负载为星形负载，称为为Y-YY-Y连接方式；连接方式；三相电源为星形电源，负载为三角形负载，三相电源为星形电源，负载为三角形负载，称为称为Y-Y-连接方式；连接方式；此外还有此外还有- Y- Y连接方式和连接方式和- -连接方式。连接方式。三相电路的计算三相电路的计算 三相电路实际上是三相电路实际上是正弦电流电路正弦电流电路的一种特殊的一种特殊类型。类型。因此，前面对正弦电流电路的分析方法对三因此，前面对正弦电流电路的分析方法对三相电路完全适用。相电路

8、完全适用。根据三相电路的一些特点，可以简化对称三根据三相电路的一些特点，可以简化对称三相电路分析计算。相电路分析计算。BiAiACBNZAZBZCNiCiANiCNiBNiCeceBeAe1.负载星形接法时的一般计算方法负载星形接法时的一般计算方法解题思路：解题思路： 一般线电压一般线电压 为已知，然后根据电压和负载求为已知，然后根据电压和负载求电流。电流。luZUIIPpl.lupuCNBNANNIIIINI: 中线电流中线电流（1 1）负载不对称时，各相单独计算。）负载不对称时，各相单独计算。（2 2）负载对称时，只需计算一相。）负载对称时，只需计算一相。 （3 3）负载对称，只要求电流、

9、电压大小时，负载对称，只要求电流、电压大小时，仅算计算一相即可。仅算计算一相即可。BiAiACBNZAZBZCNiCiANiCNiBNiCeceBeAeZUIIPpl.0CBANIIII)(ZZZZCBA负载对称时负载对称时问题及讨论问题及讨论中线是否中线是否可以取消？可以取消？答：三相完全对称时，中线可以取消。称为答：三相完全对称时，中线可以取消。称为 三相三线制星形接法。三相三线制星形接法。ceACBZZZCeBeAe讨论讨论讨论讨论照明电路能否采用照明电路能否采用三相三线制三相三线制供电方式？供电方式？ACB.一层楼一层楼二层楼二层楼三层楼三层楼N不加中线不加中线会不会出会不会出现问题现

10、问题? 设线电压为设线电压为380V。A相断开后，相断开后，B、C 两相两相串连，电压串连，电压UBC （380V）加在加在B、C负载上。如果负载上。如果两相负载对称，则每相负两相负载对称，则每相负载上的电压为载上的电压为190V。若一楼全部断开，二、三楼仍然接通若一楼全部断开，二、三楼仍然接通, 情况如何情况如何?ACB.一层楼一层楼二层楼二层楼三层楼三层楼分析：分析：结果二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。结果二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。问题问题1 1 若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼 灯的数量不等（设二楼灯的数量为三层的灯的数量不等（设二楼灯的

11、数量为三层的 1/4 ）结果如何？）结果如何？结果：二楼灯泡上的电压超过额定电压，结果：二楼灯泡上的电压超过额定电压， 灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。ACBR2R3V 76380513RUV 304380542RU分析分析问题问题2 2关于中线的结论关于中线的结论 中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等的相电压。相等的相电压。 照明电路中绝对不能采用三相三线制供电，照明电路中绝对不能采用三相三线制供电，而且必须保证中线可靠。而且必须保证中线可靠。 为了确保中线在运行中不断开，其上不允许接保为了确保中线在运行中不断开，其上不

12、允许接保险丝也不允许接刀闸。险丝也不允许接刀闸。 2 三角形接法及计算三角形接法及计算ABiCAiBCiCiBiAiCAuABuBCuACB plUU特点特点：线电压线电压=相电压相电压各电流的计算各电流的计算BiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBZ ZABABZ ZBCBCZ ZCACACACACABCBCBCABABABZUIZUIZUI相电流相电流BCCACABBCBCAABAIIIIIIIII线电流线电流（2）负载对称时（）负载对称时（ZAB=ZBC=ZCA=Z ），），各相电流有各相电流有 效值相等，相位互差效值相等，相位互差120 。有效值为：。有效值为：ZUIII

13、IlPCABCABBiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBZABZBCZCA（1）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。负载对称时：负载对称时：cos3ppIUP 3.3 3.3 三相电路的功率三相电路的功率CBAPPPP三相总有功功率：三相总有功功率： 由负载由负载性质决定性质决定 3plplIIUU星形接法时：星形接法时： 3 plplIIUU三角形接法时：三角形接法时：cos3llIUP 三相电路的功率三相电路的功率llllllIUSIUQIUP3sin3cos3有功功率：有功功率：无功功率：无功功率：视在功率：视在功

14、率：在三相负载对称的条件下：在三相负载对称的条件下：*i1i2u负负载载一、单相功率的测量一、单相功率的测量 电动式瓦特计电动式瓦特计在交流电路中在交流电路中cos1UkI其中，其中， 为为 间的夹角。间的夹角。ui ,1指针偏指针偏转角度转角度电流线圈电流线圈电压线圈电压线圈i2和和 u 成正成正比，且近似比，且近似同相同相 *三相电路的功率的测量三相电路的功率的测量二、三相功率的测量二、三相功率的测量 1W*2W*3W*负 载ACBN三相总功率为三个功率表测得数据的总和。三相总功率为三个功率表测得数据的总和。三相四线制接法，用三个功率表测量：三相四线制接法，用三个功率表测量：三相总功率等于

15、两表测得数据之和。三相总功率等于两表测得数据之和。BuCiBiAiACuBCuACBCuAuAZBZCZ2W*1W*三相三线制的电路中，用二表法测功率：三相三线制的电路中，用二表法测功率：两表法测量功率的原理：两表法测量功率的原理：BCBACACBBCAACCBBAAuiuiuuiuuiiuiuiupBACiii结论：结论：三相总功率等于两表测得数据之和。每三相总功率等于两表测得数据之和。每 单个功率表的读数没有意义单个功率表的读数没有意义，实验用的实验用的 三相瓦特计实际上就是根据三相瓦特计实际上就是根据“二表法二表法”的原理设计的。的原理设计的。求：功率表求：功率表W1、W2的读数。的读数

16、。例例2W*电机电机AICICBUACBABU1W* 已知：已知： 电机的功率为电机的功率为 2.5 kW, 。 866.0cos （设电机为星形接法，（设电机为星形接法，N为其中点。）为其中点。） 电源线电压为电源线电压为380V，各相，各相对称。对称。2W*电机电机AICICBUACBABU1W*A386. 4866. 03803105 . 2cos3cos33llllUPIIUP（1）求电流大小）求电流大小2W*AICICBUACBABU1W*ZBZAZCNAUV0220NAU设：设：ANUABUBCUCAUCBU（2）求电流、电压的相位关系）求电流、电压的相位关系V90380V9038

17、0V30380CBBCABUUU则：则：2W*AICICBUACBABU1W*ZBZAZCNAUABUANUAIABAUI、间的相位差间的相位差6011已知电机的已知电机的866.0cos30866.0cos-1A30386.4AIAUABUBCUCAUCBUAIBICIW3 .83360cos386.4380cos11AABIUPW7 .16660cos386. 4380cos22CCBIUPA90386.4CI同理，由相量图可得同理，由相量图可得02CBCUI、间的相位差间的相位差W1的读数为的读数为833.3瓦瓦W2的读数为的读数为1666.7瓦瓦相序的判定相序的判定 三相交流电动势出现

18、最大值三相交流电动势出现最大值的先后顺序称为三相电源的相的先后顺序称为三相电源的相序。序。 A - B - C 称为顺相序称为顺相序 A - C - B 称为逆相序称为逆相序 将相序指示器接至三相电源将相序指示器接至三相电源上，便可测出相序：上，便可测出相序： 假设电容假设电容C接的是接的是A相，相，则则 L1、L2 较亮者为较亮者为B相，另一相为相，另一相为C相。相。证明，请见教证明，请见教材材P191和和P192C灯泡灯泡相序指示器相序指示器L1L2灯泡灯泡本章小结本章小结 （1）-三相电源三相电源 （2） -三相负载三相负载 （3）-三相电路计算三相电路计算 （4）-三相功率计算三相功率计算三相交流电路的小结（三相交流电路的小结（1）-三相电源三相电源三相三线制三相三线制三相四线制三相四线制AAeCeBeCBNAeCeBeACBAeCeBeACB三相电源一三相电源一般都是对称般都是对称的，而且多的，而且多用三相四线用三相四线制接法。制接法。三相交流电路的小结三相交流电路的小结(2)-(2)-三相负载三相负载星形负载星形负载三角形负载三角形负载ACBNZZZACBZZZ三相交流电路的小结三相交流电路的小结(3)-(3)-