第9讲 三相电路

1、电工电子技术电工电子技术 谭甜源、张立宏谭甜源、张立宏 办公地点：办公地点：3 3教教33123312 手手 机：机：1592725685415927256854 E-Mail: E-Mail: QQ: QQ: 8238323582383235 QQ QQ群：群： 213738876213738876 目前世界上电力系统的供电方式，绝大多目前世界上电力系统的供电方式，绝大多数采用的是三相制。数采用的是三相制。 所谓三相制，是由所谓三相制，是由三个幅值相等、频率相三个幅值相等、频率相同、相位互差同、相位互差120120 的的单相交流电源作为电源的单相交流电源作为电源的供电体系，简称三相电源。由三

2、相电源构成的供电体系，简称三相电源。由三相电源构成的电路，称为三相交流电路。电路，称为三相交流电路。3.6 三相电路三相电路3.6.1 3.6.1 三相电路的概念三相电路的概念+-+-+-Z1Z2Z33U1U2UNN/+-+-+-Z1Z2Z3Z02U1U3UNN/三相三线制用三相三线制用“YY”表示表示三相四线制用三相四线制用“Y0Y0”表表示示ZACUAUBUZBZCNN/Z0ZACUAUBUZBZCNN/通常习惯分别表示为通常习惯分别表示为电力生产和应用的电力系统可用图示电路表示电力生产和应用的电力系统可用图示电路表示1. 三相交流电源的产生三相交流电源的产生三相交流发电机的构造三相交流发

3、电机的构造：定子、转子定子、转子。定定子子AXYBZCAYBZXC三个定子绕组完三个定子绕组完全相同，空间位全相同，空间位置互差置互差120120 3.6.2 三相电压三相电压AYBZXC转子绕组转子绕组通直流，通直流，并由机械并由机械力带动匀力带动匀速转动。速转动。转子转子 SN+三相电源电动势三相电源电动势AmBmCmsinsin120sin120eEteEteEtEmAeBeCe tAmBmCmsinsin120sin120eEteEteEtEA=Em0o.EB=Em-120O.EC=Em120O.EmAeBeCe t特征：特征： 三相对称电动势三相对称电动势 - -幅值相等、频率相同、

4、相位互差幅值相等、频率相同、相位互差120120。0120o120o120oEA.EB.EC.对称量的特点对称量的特点0CBAUUU1230eee或 三相电压的相序三相电压的相序 描述两个相量的相位关系用同相、反相、超前和滞后，而描述两个相量的相位关系用同相、反相、超前和滞后，而描述三相描述三相相电压相电压的相位关系则用的相位关系则用“相序相序”这个术语。这个术语。AUBUCUtuA0120uBuCuAuCuB目前的相序为目前的相序为A-B-C，称正序。，称正序。此时的相序为此时的相序为A-C-B，称负序。，称负序。若三相若三相相电压相电压排列为排列为中点中点e1+e3+e2+NA/U1B/V

5、1C/W1X/U2Y/V2Z/W2L1L2L3端线端线 （L1L2L3 ）中线：）中线：N端线端线 （L1L2L3 ）e1+e3+e2+NU1V1W1U2V2W2L1L2L3321UUU、312312UUU、Up、Ul3U+2U+1U12U+23U+31UNe1+e3+e2+3U2U1U12U23U31UU1V1W1U2V2W2L1L2L3+1U3U2U12U2U2112UUU3223UUU131UUU3由相量图可得由相量图可得303112UU 30303223UU303331UU31U23U 30 30Ne1+e3+e2+3U2U1U12U23U31UU1V1W1U2V2W2L1L2L3+3

6、03112UU303223UU303331UUPlUU31U3U2U12U 3031U23U 30 30Ne1+e3+e2+3U2U1U12U23U31UU1V1W1U2V2W2L1L2L3+1U3U2U12U 3031U23U 30 30 p 相电压相电压线电压线电压 时时结结结论：电源结论：电源形联形联UUl +L2L1L312U31UBCU23U直流电源串接不行，直流电源串接不行，交流电源可以，交流电源可以，为什么？为什么？思考思考3.6.3 3.6.3 三相电路的计算三相电路的计算 一般三相电路的计算，用前面介绍的支路电流一般三相电路的计算，用前面介绍的支路电流法、或结点电压法计算，但

7、若电路对称，则计算方法、或结点电压法计算，但若电路对称，则计算方法可以简化。法可以简化。 在电路分析中，常利用电路的在电路分析中，常利用电路的对称的特点对称的特点，简，简化计算。这里介绍化计算。这里介绍对称三相电路对称三相电路的简化计算。的简化计算。 实用的三相电路其电源是对称的，于是电路的实用的三相电路其电源是对称的，于是电路的计算主要与计算主要与负载的联接方式负载的联接方式有关，故下面分别介绍有关，故下面分别介绍负载不同联接时的特点。负载不同联接时的特点。1.1.三相负载的星形连接（三相负载的星形连接（ Y Y ）Z3Z2Z11U+2U+3UNL1L2L312U+23U+31U1.1.三相

8、负载的星形连接（三相负载的星形连接（ Y Y ）Z3Z2Z11U+2U+3UNL1L2L312U+23U+31U1I2I3INI1zI2zI3zIPlUU3对称的。对称的。1U3U2U12U 3023U31UZ3Z2Z11U+2U+3UNL1L2L312U+23U+31UU1V1W1U2V2W2321IIIIN333222111ZUIZUI ZUI1I2I3INI+Z2Z3Z11U2U3U+1zI2zI3zI1I2I3INI+Z2Z3Z11U2U3U+321ZZZ对称负载：对称负载：333222111ZUI ZUI ZUI线电流：线电流：1U3U2U3I2I1I0321IIII N中中线线电电

9、流流所以负载对称时，线所以负载对称时，线电流也对称。电流也对称。 负载对称时，只负载对称时，只需计算一相电流，需计算一相电流，其它两相电流可根其它两相电流可根据对称性直接写出。据对称性直接写出。负载对称时负载对称时,中线无中线无电流电流,可省掉中线。可省掉中线。 由前面分析可知，当负载由前面分析可知，当负载对称对称时，中线电流为零，中时，中线电流为零，中性点间的电压也为零，负载上的电压对称。性点间的电压也为零，负载上的电压对称。 要使三相负载电压基本对称，维持正常运行，则必要使三相负载电压基本对称，维持正常运行，则必须设置中线，并保证须设置中线，并保证中线绝对畅通中线绝对畅通。 实际运行时，很

10、难保证负载对称运行，此时实际运行时，很难保证负载对称运行，此时中线电流不中线电流不再为零再为零，中性点间的，中性点间的电压也不等于零电压也不等于零。 为此，电力运行规范规定，为此，电力运行规范规定，中线不经过刀闸，中线上中线不经过刀闸，中线上不许装熔断器（保险丝）。不许装熔断器（保险丝）。1I2I3INI+Z2Z3Z11U2U3U+1zI2zI3zI求：各相电流?图示三相电路, 每相负载为,电源电压对称，AB380 2sin30ut 例例3-133-13IA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.Uc.W8LXW , 6RUA.UB.UC.感性负载CI.AI.BI.6+j822

11、00解：以解：以A A相为例相为例A 222 sin53itUA= 2200 V,.IA=22 53.1UAB.IA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.Uc.UA.UB.UC.感性负载CI.AI.BI. 星形联星形联结有中线结有中线且负载对且负载对称时，仅称时，仅计算一相计算一相即可即可。根据对称关系，可得根据对称关系，可得BC22 2sin5312022 2sin173 A22 2sin5312022 2sin67 Aittitt A 22 2sin53 AitIA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.Uc.UA.UB.UC.感性负载CI.AI.BI.

12、一星形连接的三相电路，电源电压对称。设电一星形连接的三相电路，电源电压对称。设电源线电压源线电压 。 负载为负载为例例3-143-14若若R1=5 W W , R2=10 W W , R3=20 W W ,求中性线畅求中性线畅Vtu)sin(30314238012电灯组，电灯组，通和断开时的负载相电压、负载电流及中性线电流。通和断开时的负载相电压、负载电流及中性线电流。N+NI1U2U3UN R1R2R3NL1L2L31I2I3I+NI1U2U3UN R1R2R3NL1L2L31I2I3I(1) 中性线畅通时，各相负载电压中性线畅通时，各相负载电压对称，其中对称，其中A相电压可由线电压相电压可

13、由线电压U12推算出来为推算出来为2200，其它两，其它两相电压根据对称关系推出，分别相电压根据对称关系推出，分别为为B相电压相电压220 -120，C相电相电压压220 120。ARUI1201120120220333ARUI1202210120220222ARUI04450220111中线电流中线电流3211IIIIA19291201112022044(2)中性线断开时中性线断开时电源侧仍为三相对称电压，其中电源侧仍为三相对称电压，其中则节点电压则节点电压NN RBRC.RA+AIBICIAUBUCUAU BU CU NU,V0220A UCABABCABCABC220 022012022

14、0 12051020111111NUUURRRURRRRRR(78.6j 27.2)A85.310.9 ACCN288 130 VUUU BBN249139 VUUU AAN144 11 VUUU 可见：可见： 1. 不对称三相负载做星形联结且无中性线时不对称三相负载做星形联结且无中性线时, 三相三相负载的相电压不对称。负载的相电压不对称。 2. 照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式，且中性线上不允许接刀闸和熔断器。方式，且中性线上不允许接刀闸和熔断器。 AAA144 11A28.8 11 A5UIRA13994.24A101394 .249

15、BBB RUIA1314 .14A20131288CCC RUI2 2 三相负载的三角形连接（三相负载的三角形连接（）Z12Z23Z31L1L2L3+12U+23U+31U2 2 三相负载的三角形连接（三相负载的三角形连接（）321III、12I23I31I23I12I31I1I2I3IZ12Z23Z31+31U12U23UL1L2L32) 相电流相电流121212ZUI232323ZUI313131ZUI1) 相电压相电压即即: UP = UL即：即：23I12I31I1I2I3IZ12Z23Z31+31U12U23UL1L2L3负载相电压负载相电压=电源线电压电源线电压负载对称时负载对称时

16、, III2312U23U12U3123I12I31I1I2I3IZ12Z23Z31+31U12U23UL1L2L3负载对称时负载对称时3) 线电流线电流由相量图可求得：由相量图可求得：31121III12232III23313III301I31II2I3III2312U23U12U31PP330cos2IIIl 所以负载对称时，线所以负载对称时，线电流也对称。电流也对称。例例：123380V55 3LCRXXIII WW已知，线电压，求各线电流 、 、 。i1i2iC解：解：XLL1L2L3Ri1i2XLRXLRXCi3VU02201VU3038012设：设：W6010LjXRZVU1202

17、202VU1202203例例：123380V55 3LCRXXIII WW已知，线电压，求各线电流 、 、 。解：解：i1i2iCXLL1L2L3Ri1i2XLRXLRXCi3VU02201W6010ZAZUIN602211AIN180222AIN60223AjXUICC1204412AIIIN120221C1例例2：123380V55 3LCRXXIII WW已知，线电压，求各线电流 、 、 。解：解：i1iCi2XLL1L2L3Ri1i2XLRXLRXCi3AIN60221AIN180222AI60223AIC12044AIIIC12022N11AIIICN901 .3822AI221AI

18、1 .382AI2233. 3. 对称三相电路的特点对称三相电路的特点2 2）当三相平衡负载作三角形连接时）当三相平衡负载作三角形连接时 3ppphUU电源对称时 当三相当三相电源对称电源对称、三相、三相负载平衡负载平衡时的三相电路时的三相电路称为称为对称三相电路对称三相电路。1 1）当三相平衡负载作星形连接时）当三相平衡负载作星形连接时3 3）对称三相电路可简化为一相计算，另外两相）对称三相电路可简化为一相计算，另外两相根据对称的特点导出。根据对称的特点导出。3ppphppphIIUU/0003ppphppphNNIUUUII，不对称三相交流电路不对称三相交流电路不对称不对称电源对称，负载不

19、对称电源对称，负载不对称1. 负载，负载，UP 、UL对称；对称； IP 、IL不对称不对称2. Y负载有中线，负载有中线，同同1， 但是但是IN 03. Y负载无中线，负载无中线， UP 、 IP 、IL不对称，不对称， UL对称对称负载的额定电压负载的额定电压 = 电源的线电压电源的线电压应作应作 联结联结负载的额定电压负载的额定电压 = 电源线电压电源线电压31应作应作 Y 联结联结 三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三角形，而照明负载一般都联结成星形（具有中性线）。角形，而照明负载一般都联结成星形（具有中性线）。3.6.4 3.6.4

20、 三相电路的功率三相电路的功率 1. 1. 一般情况一般情况SSA+SB+SC22QPS2. 2. 对称三相电路对称三相电路cos3PPIUP sin3sin3llPPIUIUQllPPIUIUS33PlPlIIUU3P= PP= PA A+P+PB B+P+PC C Q= QQ= QA A+Q+QB B+Q+QC CY Y形连接时形连接时PlPlIIUU3cos33llIUcos3llIU形连接时形连接时cos3PPIUP cos33llIUcos3llIUcos3PPIUP cos3llIU注意注意 是相电压与相电流的相位差角是相电压与相电流的相位差角历届考题历届考题选择题选择题1、已知某

21、三相四线制电路的线电压：、已知某三相四线制电路的线电压： V， V， V，当，当t=12s时，三个相时，三个相电压之和为电压之和为( )。 (a) 380V (b) (c) 0V (d)C2、星形连接的对称三相电源的线电压、星形连接的对称三相电源的线电压 与其相应的相电与其相应的相电压压 的关系是的关系是 =（ ）。）。 (a) (b) (c) (d)D0AB=380 13U0BC=380107U0C A=380 133U380 2 V220 2 V0230AU 0230AU 0330AU 0330AU ABUAUABU历届考题历届考题选择题选择题3、由对称三相电源向不对称三相负载供电的三相四

22、线制电路、由对称三相电源向不对称三相负载供电的三相四线制电路中，中性线的作用是使负载的（中，中性线的作用是使负载的（ ）。）。(a)相电压对称相电压对称 (b)线电压对称线电压对称 (c)线电流对称线电流对称 (d)相电流对称相电流对称5、如图所示有一不对称星形负载接于线电压为、如图所示有一不对称星形负载接于线电压为380V的三相的三相四线制电源上，当在四线制电源上，当在M点断开时，点断开时，U1为为( )。 (a) 220V (b) 380V (c) 275V (d) 165V A4、如图所示有一不对称星形负载接于线电压为、如图所示有一不对称星形负载接于线电压为380V的三相的三相四线制电源

23、上，当在四线制电源上，当在M点断开时，点断开时，U1为为( )。 (a) 220V (b) 380V (c) 132V (d) 264VDD历届考题历届考题计算题计算题一、线电压一、线电压UL为为380V的三相电源上接有两组对称三相负载：的三相电源上接有两组对称三相负载：一组是星形联接的电阻性负载，每相电阻一组是星形联接的电阻性负载，每相电阻ZY=10；另一组是；另一组是三角形联接的电感性负载，每相阻抗三角形联接的电感性负载，每相阻抗Z=36.337。试求。试求端线上的线电流和全部负载的有功功率。端线上的线电流和全部负载的有功功率。解：解： 令全部负载的有功功率为：三角形联接的一组对称负载 因

24、此，端线上的线电流 ABCYZZAI1AI2AI0220 0 VAU 则 0380 30 VABU星型联接的一组对称负载 002p220 022 0 A10AlYYIII00001p0380 3033033018.1337 A36.7 37AlIII014.479310.910938.07616.65 AAlYlIIIj23cos03cos3723947AAABpPU IUIW3cos46.6517203ABAPUIW0012038.076136.65 ABAII0012038.076 103.35 ACAII注意：实际上：3cos(46.6530 )ABAPUI如果如果ZY=4+j3；Z=10？如果如果ZY=10；Z=38？W）（30j-310ZW）（10j310ZY历届考题历届考题计算题计算题二、图示三相电路中接有两组星形负载，其中一组为对称负载，二、图示三相电路中接有两组星形负载