第四章三相电路

1、 第第4 4章章 三相电路三相电路4.4三相电路的基本概念三相电路的基本概念对称三相电路的分析对称三相电路的分析三相电路的功率三相电路的功率安全用电技术简介安全用电技术简介高压输电塔高压输电塔1.三相电路基本概念三相电路基本概念 重点重点： 难点难点：2.对称三相电路分析对称三相电路分析3.三相电路的功率三相电路的功率不对称三相电路电路不对称三相电路电路4.1 4.1 三相电路基本概念三相电路基本概念l三相电路的特殊性三相电路的特殊性 （1 1）特殊的电源）特殊的电源 （2 2）特殊的负载）特殊的负载 （3 3）特殊的连接）特殊的连接 （4 4）特殊的求解方式）特殊的求解方式

2、学习三相电路要注意其特殊性。学习三相电路要注意其特殊性。 三相电路由三相电源、三相负载和三相输电线三相电路由三相电源、三相负载和三相输电线路三部分按照一定的连接方式连接而成的电路。路三部分按照一定的连接方式连接而成的电路。1.1.对称三相电源对称三相电源三相绕组三相绕组( (定子绕阻）定子绕阻）在在空间互差空间互差120三相同步发电机示意图三相同步发电机示意图三个同频率、等幅值、初相彼此相差三个同频率、等幅值、初相彼此相差120120的正弦电压的正弦电压源按源按一定的连接方式一定的连接方式构成的电源。构成的电源。NSIw wAZBXCY当转子当转子（磁极）（磁极）以均匀以均匀角速度角速度w w

3、 转动时转动时在三相绕组中产生感应电在三相绕组中产生感应电压，从而形成对称三相电源。压，从而形成对称三相电源。A相、相、B相、相、C相相水电水电火电火电核电核电风能风能太阳能太阳能潮汐潮汐地热地热瞬时值表达式瞬时值表达式tUtuw wcos2)(A 波形图波形图1.1.对称三相电源对称三相电源A+XuAB+YuBC+ZuCuw w tuAuBuCo)120cos(2)(oB tUtuw w)120cos(2)(oC tUtuw w相量表示相量表示oA0 UUA UCUBU120120120对称三相电源的特点对称三相电源的特点00 CBCBA UUUuuuACBUU 1.1.对称三相电源对称三相

4、电源对称三相电压源瞬时值对称三相电压源瞬时值和相量之和均为零和相量之和均为零对称三相电对称三相电源的特点源的特点 120- BUU 120 CUU正序正序( (顺序顺序) )：ABCA负序负序( (逆序逆序) )：ACBA不加说明，一般都是正序不加说明，一般都是正序对称三相电源的相序对称三相电源的相序oA0 UU 120- UUB 120CUUoA0 UU 120 UUB -120CUUA UCUBU120120120A UBUCU120120120三相电源各相经过同一值三相电源各相经过同一值( (如最值如最值) )的先后顺序。的先后顺序。2. 2. 三相电源的连接三相电源的连接参考方向负极性

5、端参考方向负极性端接在一起称为接在一起称为中性点中性点，用，用N表示。表示。星星( (Y) )形电源形电源+ABCNA UB UC U_+AN+B+CA UB UC U_中性点中性点三角形三角形( ( ) )连接（无中线）连接（无中线）注意+ABCB UC UA U+ABCA UB UC U+2. 2. 三相电源的连接三相电源的连接三个电源的极性不能接错！+_环流环流CBAUUU 00 CBACBA UUUuuu0 3. 3. 三相电路的连接方式三相电路的连接方式Y电源电源当电源和负载都对称，端线（输电线）阻抗也当电源和负载都对称，端线（输电线）阻抗也相等时称为相等时称为对称三相电路对称三相电

6、路。注意Y负载负载负载负载电源电源Y负载负载负载负载负载相负载相同同Y+ABCA UB UC U+ABCZZZ+ABCA UB UC U+ABCNZZZ3. 3. 三相电路的连接方式三相电路的连接方式三相四线制三相四线制YYY三相三线制三相三线制Z+A UB UC U_ABCABCZZNA UZ+B UC U_ABCABCZZNZN3. 3. 三相电路的连接方式三相电路的连接方式中（性）线中（性）线三相四线制三相四线制1. 名词介绍名词介绍端线：端线：从电源参考正极性端子引出的导线从电源参考正极性端子引出的导线。中（性）线：中（性）线：中性点中性点N引出线引出线， 连接连接无中线。无中线。线电

7、压线电压(电流电流)与相电压与相电压(电流电流)的关系的关系火线零线+AN+B+CA UB UC U_+ABCA UB UC U+ABCA UB UC U+AN+B+CA UB UC U_1. 名词介绍名词介绍相电压：相电压： 每相电源或负载两端的电压每相电源或负载两端的电压相电流：相电流： 流过每相电源或负载的电流流过每相电源或负载的电流C IBIAICAIABIAI不是相不是相电流电流1. 名词介绍名词介绍线电压：线电压： 端线与端线之间的电压端线与端线之间的电压线电流：线电流： 流过端线的电流流过端线的电流ABUBCUCAU+ABCA UB UC U+AN+B+CA UB UC U_C

8、IBIAIC IBIAIABUBCUCAUY形连形连接接2. 2. 相电压和线电压的关系相电压和线电压的关系ABUBCUCAUA UCUBU120120120BA U+A+B+CA UB UC U_Nooo120 120 0UUUUUUCBA BC UCAUooooooooo150301209031201203031200UUUUUUUUUUUUUUUUUUACCACBBCBAAB30oU3U对对Y形连形连接的接的对称三相电源对称三相电源(1)(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) (3) 线电压相位线电压相位超前超前对应相电压相电压30o。 plUU33 )2(

9、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 ABABCBCACUUUUUU结论 303plUU2. 2. 相电压和线电压的关系相电压和线电压的关系 形连形连接接 0AABUUU 形连形连接接线电压等于对应的相电压线电压等于对应的相电压以上关于线电压和相电压的关系也适用以上关于线电压和相电压的关系也适用于星形负载和三角于星形负载和三角形形负载。负载。注意设设BBCUU 120 UCCAUU 120 U2. 2. 相电压和线电压的关系相电压和线电压的关系+ABCA UB UC U+ABUBCUCAUoA0 UU 120- BUU 120 CUU3. 3. 相电流和线电流的关系相

10、电流和线电流的关系Y Y形连接时，线电流等于相电流形连接时，线电流等于相电流Y形连形连接接NA UZ+B UC U_ABCABCZZNZNC IBIAI结论.33 ) 1 (plII 即即 倍倍, ,的的线线电电流流大大小小等等于于相相电电流流(2) 线电线电流流相位相位滞后滞后对应相电对应相电流流30o。 形连形连接接3. 3. 相电流和线电流的关系相电流和线电流的关系+AUBUCU+AIBICIZZZabIbcIcaIcaabAIIIZUIabAZUIbcBZUIcaCabbcBIIIbccaCIII要点回顾要点回顾并联谐振并联谐振)1(1111LCjRCjLjRZwwww谐振角频率谐振角

11、频率01LCw谐振频率谐振频率（固有频率）（固有频率）012fLC电路的阻抗模最大，电路的阻抗模最大，I Iminmin。 品质因数品质因数LCRCRLRIIIIQCL00ww 0cLII三相电路三相电路三相电源、三相负载、三相输电线路三相电源、三相负载、三相输电线路负载相同负载相同对称三相电路对称三相电路 电源对称电源对称 端线（输电线）阻抗相等端线（输电线）阻抗相等对称三相电源对称三相电源同频率、等幅值、初相彼此相差同频率、等幅值、初相彼此相差1201203 3个正弦电压源个正弦电压源tUtuw wcos2)(A )120cos(2)(oB tUtuw w)120cos(2)(oC tUt

12、uw woA0 UU 120- BUU 120 CUU00 CBCBA UUUuuuA对称三相电压源瞬时值、相量之和对称三相电压源瞬时值、相量之和均为零。均为零。对称三相电源的特点对称三相电源的特点对称对称A UCUBU120120120三相电路的连接三相电路的连接星星( (Y) )形电源形电源+AN+B+CA UB UC U_+ABCA UB UC U+三角形三角形( ( ) )电源（无中线）电源（无中线）三相负载的连接：三相负载的连接：星星(Y)形、形、三角形三角形( )连接（无中线）连接（无中线）三相电源的连接三相电源的连接Y三相电路的连接三相电路的连接三相四线制三相四线制YY三相三线制

13、三相三线制NA UZ+B UC U_ABCABCZZNYZN基本概念：基本概念：端线、中（性）线、相电压、线电压、相电流、线电流端线、中（性）线、相电压、线电压、相电流、线电流ABUBCUCAU+ABCA UB UC U+AN+B+CA UB UC U_C IBIAIC IBIAIABUBCUCAU Y Y形连形连接接对称电源（负载）对称电源（负载） 303plUU相、线电压（电流）的关系相、线电压（电流）的关系 形连形连接接对称电源（负载）对称电源（负载）3-30lpIINA UZ+B UC U_ABCABCZZNZNC IBIAI+AUBUCU+AIBICIZZZabIbcIcaIlpII

14、lpUU 相电压对称、线电压对称相电压对称、线电压对称 相电流对称、线电流对称相电流对称、线电流对称4.2 对称三相电路的计算对称三相电路的计算1. 1. YY连连接接( (三相三线制）三相三线制）CBANN111)111(UZUZUZUZZZ0NN UA UNZ+B UC U_ABCABCZZNC IBIAIZZUUUUUU| 120 120 0oCoBoA设设4.2 对称三相电路的计算对称三相电路的计算1. 1. YY连连接接( (三相四线制）三相四线制）CBANNN111)1111(UZUZUZUZZZZ A UNZ+B UC U_ABCABCZZNZNC IBIAINIZZUUUUUU

15、| 120 120 0oCoBoA设设0NN UNZ+B UC U_ABCABCZZNZNC IBIAINI1. 1. YY连连接接0NN UN和和N等电位等电位短路短路ZUUINNAA ZUIBB ZUICC ZUA CBANIIII 0 中性线中电中性线中电流为零流为零开路开路有无中性线对于对称有无中性线对于对称Y-YY-Y电路无影响电路无影响各相各相独立独立对称对称NZ+B UC U_ABCABCZZNZNC IBIAINI1. 1. YY连接接0NN U可将三相电路的计算可将三相电路的计算化为化为单单相电路的计算。相电路的计算。一一(A)相计算电路相计算电路+AUANNZAIZUIAA

16、 2. 2. Y 连连接接lZZUI 3/AA 303ABAIIZ+A UB UC U_ABCABCZZACIBAICBIC IBIAIZlZlZlZ/3Z/3Z/3NZZUUUUUU| 120 120 0oCoB0A设设3. 3. 形形电源电源 将将 电源用电源用Y电源电源替代，保证其线电压替代，保证其线电压相等。相等。+A+B+CA UB UC U_0AB380 30 VU+ABCABUBCU+CAU?AU例例+BAUBCUCAU+AIBICIZZZabIbcIcaIbACBZlZlZlac+AUBUCU+AIBICIZ/3Z/3bACBZlZlZlacZ/3例例3 对称三相电路，电源线电

17、压为对称三相电路，电源线电压为380V，|Z1|=10 ，cos 1 =0.6( (感性感性) )，Z2= j50 ， ZN=1+ j2 。求：线电流、相电流求：线电流、相电流解解 V 03380 V0220 oABoAN UU设设画出一相计算电路画出一相计算电路13.53,6 . 0cos11 +_+NACBZ1Z2ZNNAIAI AI ANU350j3122 ZZ+_Z1ANUAI AIAI 32ZNNN8 j613.53101 Z1ANAZUI 2ANAZUI AAAIII 8 j613.53101 Z350j3122 ZZA1 .53 221 .53100220 j13.2A3/50j

18、0220o A4 .138 9 .13oB IA6 .101 9 .13oC IA9 .6622 )A1 .173(22 )A1 .53(22 oCoBoA III第二组负载的相电流第二组负载的相电流第一组负载的相电流第一组负载的相电流A1206 . 730 31 ooAAB2 II)A120(6 . 7A06 . 7oCA2oBC2 II+_Z1ANUAI AIAI 32ZNNNA4 .18 9 .13o +_+NACBZ1Z2ZNNAIAI AI ANU(1) 依据依据YY进行计算进行计算(2) 2) 求得一相的相电压、电流求得一相的相电压、电流(3)(3) 根据对称关系及线相之间的关系，

19、根据对称关系及线相之间的关系， 求出其他电流电压。求出其他电流电压。 对称三相电路的求解思路对称三相电路的求解思路小结电源不对称（不对称程度小，系统保证其对称电源不对称（不对称程度小，系统保证其对称) )。电路参数电路参数( (负载负载) )不对称情况很多。不对称情况很多。电源对称，负载不对称电源对称，负载不对称( (低压电力网低压电力网) ) 。分析方法分析方法不对称不对称复杂交流电路分析方法。复杂交流电路分析方法。重点：中性点位移。重点：中性点位移。不对称三相电路不对称三相电路讨论对象讨论对象1.1.负载负载Za、Zb、 Zc不不等等0NN UNNCCNNNBBNNNAANUUUUUUUU

20、UcCbBaANNcba/1/1/1ZUZUZUUZZZ）（AUBUCUNNNUNANUBNUCNU相电压相电压/ /电流均不电流均不对称各相不独立对称各相不独立负载中（性）点与电源中（性）点不重合的现象。负载中（性）点与电源中（性）点不重合的现象。中（性）点位移中（性）点位移NA UZc+B UC U_ABCZaZbNC IBIAI由中点位移的情况来判断负载端不对称的程度由中点位移的情况来判断负载端不对称的程度各相工作仍独立工作各相工作仍独立工作NA UZc+B UC U_ABCZaZbNC IBIAINIZNNcbacCbBaANN/1/1/1/1/ZZZZZUZUZUU0CBANN111

21、)1111(UZUZUZUZZZZcbaNcba从经济的观点来看，中线不可能做得很粗，应从经济的观点来看，中线不可能做得很粗，应适当调整负载，使其接近对称情况。适当调整负载，使其接近对称情况。消除中性点位移，使得各相仍能独立工作（作用）消除中性点位移，使得各相仍能独立工作（作用）中线不装保险、熔断器。中线不装保险、熔断器。不对称电路的中性线不对称电路的中性线一是减小阻抗，一是减小阻抗， 二是加强强度二是加强强度(中线一旦断了，中线一旦断了，负载不能正常工作负载不能正常工作)。1.1.负载负载Za、Zb、 Zc不不等等(1) 三相四线制，中线阻抗约为零。三相四线制，中线阻抗约为零。每相负载的工作

22、独立每相负载的工作独立(2) 若三相三线制若三相三线制, 设设A相开路相开路(三相不对称三相不对称)灯泡电压低，灯灯泡电压低，灯光昏暗。光昏暗。ACBN例例 照明电路照明电路2/BCNBNCUUU BACNNNCNBANUUU某相开路，其他仍正常某相开路，其他仍正常(3) (3) A相短路相短路超过灯泡的额定电压，灯超过灯泡的额定电压，灯泡可能烧坏。泡可能烧坏。ACABNBNCUUUU 计算短路电流：计算短路电流：ACBNBICIAI短路电流是正常时电流的短路电流是正常时电流的3倍倍注意lU 低压电路采用三相四线制低压电路采用三相四线制RURUI0BAB1503RURUI0CAC1503 0CBA03)(RUIIIAUCUBUUBAUU3CAUU3ABUU3AI3CIBIAI1. 1. 对称三