第7章 三相电路

1、电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路1第第7 7章章 三相电路三相电路内容：内容：三相电路的基本概念三相电路的基本概念平衡三相电路的分析与计算平衡三相电路的分析与计算平衡三相电路的功率平衡三相电路的功率不平衡三相电路不平衡三相电路技术实践技术实践计算机辅助分析计算机辅助分析电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路2本章目标本章目标知识知识： 学习并深刻理解学习并深刻理解三相对称电源三相对称电源、三相对称负载三相对称负载和和三相平衡电三相平衡电路路概念及其特点；学习并建立三相供电体系及概念及其特点；学习并建立三相供电体系及相电压相电压、相电相电流流、线电压线电压、线电

2、流线电流、三相电路的功率等概念。、三相电路的功率等概念。 学习并正确掌握安全用电知识。学习并正确掌握安全用电知识。 学习并掌握学习并掌握平衡三相电路的分析平衡三相电路的分析计算方法。计算方法。 学习并掌握学习并掌握三相电路功率三相电路功率的计算方法和的计算方法和测量测量方法。方法。 了解了解三相非平衡电路三相非平衡电路的特点及分析方法。的特点及分析方法。 学习并掌握应用学习并掌握应用EWB软件进行三相电路仿真和分析计算的方软件进行三相电路仿真和分析计算的方法。法。电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路3本章目标本章目标能力能力： 根据安全用电知识，正确使用电能。对生活、工作中常见

3、根据安全用电知识，正确使用电能。对生活、工作中常见的一般性用电问题进行分析和解决。的一般性用电问题进行分析和解决。 对工程中一般的平衡三相和非平衡三相电路进行理论分析对工程中一般的平衡三相和非平衡三相电路进行理论分析和计算，并根据功能要求，设计简单的三相电路。和计算，并根据功能要求，设计简单的三相电路。 根据电路测试指标要求，设计测试方案，选择合适电工仪根据电路测试指标要求，设计测试方案，选择合适电工仪表，对给定三相电路进行测试。表，对给定三相电路进行测试。 利用利用EWB软件熟练地对给定三相电路进行仿真和测试。软件熟练地对给定三相电路进行仿真和测试。电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电

4、路三相电路4引例引例：电力系统：电力系统电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路5定子定子转子转子ZAXYNSC-+B通常由三相同步发电机产通常由三相同步发电机产生，三相绕组在空间互差生，三相绕组在空间互差120120，它们的始端记为，它们的始端记为A A、B B、C C，末端记为，末端记为X X、Y Y、Z Z。当转子以均匀角速度当转子以均匀角速度转转动时，在三相绕组中产生动时，在三相绕组中产生感应电压，从而形成感应电压，从而形成对称对称三相源三相源。7.17.1、三相电路基本概念、三相电路基本概念 一、三相电源一、三相电源 电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路6

5、)120cos(2tUuB t06323265267342335611uAuBuCXAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+A相相B相相C相相)cos(2)(tUtuA )120cos(2)( tUtuB )120cos(2)( tUtuC 电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路72.2.对称三相交流电源的特点对称三相交流电源的特点1 1）时域特征）时域特征: :u uA Au uB Bu

6、uC C0)t (u)t (u)t (uCBA )cos(2)(tUtuA )120cos(2)( tUtuB )120cos(2)( tUtuC t06323265267342335611uAuBuC电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路82 2）频域特征：）频域特征：相量图：相量图： 0UUA 120UUB 120UUCAU BU CU 电压相量关系：电压相量关系：0UUUCBA 电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路93 3、对称三相电源的相序、对称三相电源的相序 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

7、先后顺序正序（顺序）：正序（顺序）： A A、B B、C C、A A逆序（负序）：逆序（负序）： A A、C C、B B 、A AAU BU CU 正序正序AU BU CU 逆序逆序相序的实际意义：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，以后如果不加说明，一般都认为是正相序。一般都认为是正相序。DDA AB BC C1 12 23 3DDA AC CB B1 12 23 3正转正转反转反转课堂练习：课堂练习：P242T7-1、T7-2电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路10课堂练习课堂练习1 1：填空填空1 1：

8、若正序对称三相电源电压，：若正序对称三相电源电压，则：则： VtUtumA)2cos()( )(tuB )(tuCVtUm)6cos( VtUm)65cos( 填空填空2 2：若正序对称三相电源电压，：若正序对称三相电源电压，则：则： VtUtumA)2sin()( )(tuB )(tuCVtUm)3cos( VtUm)3cos( 电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路11二、三相电路的连接方式二、三相电路的连接方式1 1、Y Y形连接形连接尾端接在一起尾端接在一起ZAZCZBuAuCuB2 2、 形连接形连接首尾相连首尾相连uAuBuCZAZBZC电路分析基础电路分析基础第第7

9、章章 三相电路三相电路123、 三相电路三相电路1)1) Y-Y Y-Y连接连接三相四线系统三相四线系统三相三线系统三相三线系统ZAZCZBuAuCuB平衡三相电路平衡三相电路：三相电源对称，三个负载相等。：三相电源对称，三个负载相等。电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路132) Y-连接连接ZAZCZBuAuCuB电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路143) - 连接连接ZAZCZBuAuCuB电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路154) - Y连接连接ZAZCZBuAuCuB电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路164、 三相电

10、路常用名词三相电路常用名词端线端线(火线、相线火线、相线)；中线（零线、地线）中线（零线、地线）中线电流中线电流线电压线电压相电压相电压线电流线电流相电流相电流中线电压中线电压电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路171 1、Y Y形电路的电流与电压形电路的电流与电压AI BI CI 相相线线 II相量图：相量图：oCNCAoNBCBoNABA303303303 UUUUUU.3 ) 1 (倍的线电压大小等于相电压(2) (2) 线电压相位超前对应相电压线电压相位超前对应相电压3030o o。 结论：线电压对称结论：线电压对称( (大小相等，相位互差大小相等，相位互差120120

11、o o) )：7.2 7.2 平衡三相电路的分析与计算平衡三相电路的分析与计算30o30o30oNA UBN UCN UBA UBC UCA U电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路182 2、 形电路的电流与电压形电路的电流与电压相相线线 UU相量图：相量图：.3 )1(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) (2) 线电流相位滞后对应相电流线电流相位滞后对应相电流3030o o。 结论：线电流对称结论：线电流对称( (大小相等，相位互差大小相等，相位互差120120o o) )：oCACoBCBoABAIIIIII303303303 课堂练习：课堂练习：P24

12、8 T7-3、4、5、630o30o30oABIBCIAIBICICAI电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路19V90220 填空填空1 1：正序对称三相电源星形连接，若：正序对称三相电源星形连接，若则：线电压则：线电压VUB90220 ACUV0380 填空填空2 2：正序对称三相电源星形连接，若：正序对称三相电源星形连接，若则：相电压则：相电压VUBC180380 AU课堂练习课堂练习2 2：电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路203 3、平衡三相电路计算、平衡三相电路计算NCBANNZZZZZUZUZUU/1/1/1/1/ 特点：特点：各相相互独立；互不影

13、响各相相互独立；互不影响分析法：分析法：取一相计算，递推其余两相取一相计算，递推其余两相NCBAZZUUU/111 0 CBAUUU0 NNU由节点法由节点法, ,有有电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路21例例1 1： 已知平衡三相电路中，负载阻抗已知平衡三相电路中，负载阻抗Z=6+j8Z=6+j8 ，解解: ( : (1) 1) Y Y形负载形负载: :，求各相的相、线电流相量。求各相的相、线电流相量。VttuAB)30cos(2380)( 取一相计算取一相计算相电流相电流，则：，则：VUAB 30380 30330380ANU则则V 0220860220jIAN A 1

14、.5322AIBN 1 .17322AICN 9 .6622可推得可推得Y Y型连接，线电流与对应的相电流相等，即：型连接，线电流与对应的相电流相等，即：AIA 1 .5322电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路22AIBC 1 .12338AIIABA 1 .533383038630380jIAB 则则A 1 .2338解解: (: (2)2) 形负载形负载: :取一相计算取一相计算相电流相电流，则：，则：VUAB 30380已知平衡三相电路中，已知平衡三相电路中， 负载阻抗负载阻抗Z=6+j8Z=6+j8 ，VttuAB)30cos(2380)(，求各相的相、线电流相量。求

15、各相的相、线电流相量。AIB 1 .173338AIC 9 .66338AICA 9 .9638可推得：可推得： 形形连接，线电流与对应的相电流的关系：连接，线电流与对应的相电流的关系：电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路23例例2 2： 图示电路中，线电压图示电路中，线电压U Ul l=380V=380V，负载，负载Z Z=18+j15=18+j15 ， Z Z l l =3+j4=3+j4 ， 求负载端各线电流、端电压。求负载端各线电流、端电压。6+j56+j5 6+j56+j5 6+j56+j5 解：解：1 1）负载）负载 形到形到Y Y形形变换：变换：电路分析基础电路分

16、析基础第第7章章 三相电路三相电路246+j5 6+j5 6+j5 VUAB 0380设设VUAN 30220则则ZZUIANAN 1A 7529.17AIBN 19529.17AICN 4529.17VUB 2 .125135NVUNC 8.114135递推：递推：VUUUNBNABA 8 .24234VUCB 2 .95234VUAC 8 .144234ANNAIZU V 2 . 51353 3）负载端电压：）负载端电压：2 2）负载相电流（线电流）：）负载相电流（线电流）：3+j4 电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路25作业作业1: P233， p7-8补充问题：同时求

17、负载的线电流补充问题：同时求负载的线电流 ， 及及 。 P234 ，p7-12，p7-1,5aI bI cI 电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路261 1、平均功率、平均功率 CBAPPPP cos3ppIUP cos3llIU 对称三相：对称三相：2 2、无功功率、无功功率CCCBBBAAAIUIUIU coscoscos CBAQQQQ CCCBBBAAAIUIUIU sinsinsin 对称三相：对称三相： sin3ppIUQ sin3llIU 3 3、视在功率、视在功率22QPS 对称三相：对称三相：ppIUS3 llIU3 4 4、瞬时功率、瞬时功率: :)()()

18、()()(WPtptptptpCBA 7.3 平衡三相电路的功率平衡三相电路的功率电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路27交流功率测量交流功率测量 P P228228 如何测量负载吸收的平均功率？如何测量负载吸收的平均功率？功率表工作原理图功率表工作原理图 功率表结构图功率表结构图 功率表接线图功率表接线图 指针正向偏转请注意：电流线指针正向偏转请注意：电流线圈的圈的必须与电源正极相连接。必须与电源正极相连接。书书 P P196196，例题，例题6-7-46-7-4电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路28书书 P P2 23535 ，P7-20 P7-20 ，A

19、jjI 74.294 .1210201020100200WRIP6 .1537104 .1222 电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路29书书 P P2 23535 ，P7-20 P7-20 ，AjjI 74.294 .1210201020100200 WIUP35.215374.294 .120200ReRe* 电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路30电压线圈前接电压线圈前接电压线圈后接电压线圈后接电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路31书书 P P2 23535 ，P7-20 P7-20 ，电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路

20、325. 5. 三相功率的测量三相功率的测量( (对称，不对称对称，不对称) )(1) (1) 三表法：三表法：若负载对称，则需一块表，读数乘以若负载对称，则需一块表，读数乘以 3 3。CCNBBNAANiuiuiup *三三相相负负载载WWWABCN*CBAPPPP 电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路33(2) (2) 二表法：二表法：这种量测线路的接法是将两个功率表的电流线圈接到任意这种量测线路的接法是将两个功率表的电流线圈接到任意两相中，而将其电压线圈的公共点接到另一相没有功率表的线两相中，而将其电压线圈的公共点接到另一相没有功率表的线上。上。若若W W1 1的读数为的

21、读数为P P1 1 ， W W2 2的读数为的读数为P P2 2 ，则，则 P P= =P P1 1+ +P P2 2 即为三相总功率。即为三相总功率。三三相相负负载载W1ABC*W2为什么？为什么？电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路34解：解： cos3llUPI A863 . 4 VUAB 0380设设AIC 60863 . 4AIA 60863 . 4VUUBCCB 60380WIUPAAB34.833)60cos(386. 4380cos11 kWPPP5 . 221 VUAN 30220)30866. 0(cos1 WIUPCCB68.1666)0cos(386.

22、4380cos22 例例3 3：功率为功率为2.5kW,cos2.5kW,cos =0.866=0.866的电动机的电动机M M接到线电接到线电压压380V380V的对称三相电路，求各功率表读数。的对称三相电路，求各功率表读数。电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路357.4 7.4 不平衡三相电路不平衡三相电路（电源对称，负载不平衡）（电源对称，负载不平衡）例例1 1：图示三相电路中图示三相电路中U U线线=380V=380V，求各线电流。，求各线电流。解：解：0220AU设 120220120220U相相=220V1）ZN=0时时：7 .3361AI1659 .38BI4 .

23、934 .98CI负载电流不对称，但各相独立；互不影响。负载电流不对称，但各相独立；互不影响。3+j23+j24+j44+j42+j2+j电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路360220 120220120220AANAZUI2）ZN=4+j3时时：NCBACCBBAANNZZZZZUZUZUU/1/1/1/1/BBNBZUICCNCZUIVUNN12016.54负载电流、电压不对称，负载电流、电压不对称，各相牵制，彼此影响。各相牵制，彼此影响。12232NNAANUUU109257NNBBNUUU120165NNCCNUUU3+j23+j24+j44+j42+j2+j1544

24、 .453 .938 .737 .454 .64电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路370220 1202201202203）ZN= 时时：CBACCBBAANNZZZZUZUZUU/1/1/1/VUNN76.11527.61NNAANUUUNNBBNUUUNNCCNUUU3+j23+j24+j44+j42+j2+j13253109260122159电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路38 ZN=0: 负载电流不对称，但各相独立；互不影响。负载电流不对称，但各相独立；互不影响。 ZN 0: 负载电流、电压不对称，各相牵制，彼此影响。负载电流、电压不对称，各相牵制

25、，彼此影响。注意：注意：在三相四线供电系统中，采用的中线线径较大，并且在在三相四线供电系统中，采用的中线线径较大，并且在中线上不允许接入开关或保险丝，严禁中线开路。中线上不允许接入开关或保险丝，严禁中线开路。电源对称而负载不对称三相四线系统的特点：电源对称而负载不对称三相四线系统的特点：NNCUNAUNBU+j +1 NNUVUNN 76.11527.61 13253ANU 109260BNU 122159CNUANUBNUCNU相量图：相量图：(负载中性点漂移，各相电压不对称。负载中性点漂移，各相电压不对称。)电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路39 7.5 7.5 技术实践技术实践.1家庭配电家庭配电电路分析基础电路分析基础第第7章章 三相电路三相电路40.2接地与接零（安全用电）接地与接零（安全用电）电路分析基础电