电工基础课件11汇编

1、第十章三相(sn xin)正弦交流电路共三十八页第十章三相(sn xin)正弦交流电路教学重点1. 了解(lioji)三相交流电源的产生和特点。 2. 掌握三相四线制电源的线电压和相电压的关系。 3. 掌握对称三相负载 Y 联结和 联结时，负载线电压和相电压、线电流和相电流的关系。4. 掌握对称三相功率的计算方法。教学难点1. 掌握三相电路线电压与相电压、线电流与相电流的相位关系。2. 熟练分析与计算三相电路电压、电流、功率等。 共三十八页学时(xush)分配序号 内 容学时1第一节三相交流电源22第二节三相负载的连接 23第三节三相电路的功率 14第四节安全用电 5实验 10.1三相负载的星

2、形联结26实验 10.2三相负载的三角形联结27本章小结18本章总学时 10共三十八页第十章三相(sn xin)正弦交流电路第一节 三相(sn xin)交流电源第二节 三相负载的联结第三节三相电路的功率第四节安全用电本章小结共三十八页第一节三相(sn xin)交流电源一、三相交流(jioli)电动势的产生二、三相电源的连接共三十八页一、三相交流(jioli)电动势的产生 动画 M10-1 三相交流电 1对称三相电动势振幅相等、频率相同，在相位上彼此相差 120 的三个电动势称为(chn wi)对称三相电动势。对称三相电动势瞬时值的数学表达式为 第一相(U 相)电动势： e1 = Emsin t

3、 第二相(V 相)电动势： e2 = Emsin( t 120) 第三相(W 相)电动势：e3 = Emsin( t 120)共三十八页显然(xinrn)，有 e1 e2 e3= 0。波形图与相量图如图 10-1 所示。图 10-1对称三相电动势波形图与相量图 共三十八页2相序三相电动势达到最大值(振幅)的先后次序叫做相序。e1 比 e2 超前 120 ，e2 比e3 超前 120 ，而 e3 又比 e1 超前120 ，称这种相序称为(chn wi)正相序或顺相序；反之，如果e1比 e3 超前 120 ，e3 比 e2 超前 120 ， e2 比 e1 超前 120，称这种相序为负相序或逆相序

4、。相序是一个十分重要的概念，为使电力系统能够(nnggu)安全可靠地运行，通常统一规定技术标准，一般在配电盘上用黄色标出 U 相，用绿色标出 V 相，用红色标出 W 相。共三十八页二、三相电源(dinyun)的连接三相电源(dinyun)有星形(亦称 Y )接法和三角形(亦称 ）联结两种。1三相电源的星形( Y 形)联结 将三相发电机三相绕组的末端 U2、V2、W2 (相尾)连接在一点，始端 U1、V1、W1 (相头)分别与负载相连，这种连接方法叫做星形(Y 形)联结。如图 10-2 所示。 图 10-2三相绕组的星形联结 共三十八页从三相电源三个相头 U1、V1、W1 引出的三根导线叫作端线

5、或相线，俗称火线，任意两个火线之间的电压叫做线电压。Y 公共连接点 N 叫作中性点，从中点引出的导线叫做中性线或零线。由三根相线和一根中性线组成的输电(shdin)方式叫做三相四线制(通常在低压配电中采用)。每相绕组始端与末端之间的电压(即相线与中线之间的电压)叫做相电压，它们的瞬时值用 u1、u2、u3 来表示(biosh)，显然这三个相电压也是对称的。相电压大小(有效值)均为U1 = U2 = U3 = UP 共三十八页图 10-3相电压与线电压的相量图 任意两相始端之间的电压(即火线与火线之间的电压)叫做线电压，它们(t men)的瞬时值用 u12、u23、u31 来表示。接法的相量图如

6、图 10-3 所示。 显然三个线电压也是对称(duchn)的。大小(有效值)均为线电压比相应的相电压超前 30 ，如线电压 u12 比相电压 u1 超前 30 ，线电压 u2 3 比相电压 u2 超前 30 ，线电压 u31 比相电压 u3 超前 30 。共三十八页2三相(sn xin)电源的三角形( 形)联结 将三相发电机的第二绕组始端 V1 与第一绕组的末端 U2 相连、第三绕组始端 W1 与第二绕组的末端 V2 相连、第一绕组始端 U1 与第三绕组的末端 W2 相连，并从三个始端 U1、V1、W1 引出(yn ch)三根导线分别与负载相连，这种连接方法叫做三角形(形)联结。显然这时线电压

7、等于相电压，即UL = UP这种没有中性线、只有三根相线的输电方式叫做三相三线制。 共三十八页特别需要(xyo)注意的是，在工业用电系统中如果只引出三根导线(三相三线制)，那么就都是火线(没有中性线)，这时所说的三相电压大小均指线电压 UL ；而民用电源则需要引出中性线，所说的电压大小均指相电压 UP 。 共三十八页【例10-1】已知发电机三相绕组产生的电动势大小均为 E = 220 V，试求：(1) 三相电源(dinyun)为 Y 联结时的相电压 UP 与线电压 UL；(2) 三相电源为 联结时的相电压 UP 与线电压 UL 。 解：(1) 三相电源(dinyun) Y 联结：相电压 UP

8、= E = 220 V，线电压 (2) 三相电源 联结：相电压 UP = E = 220 V，线电压UL = UP = 220 V共三十八页第二节 三相负载(fzi)的联结一、负载(fzi)的星形联结二、负载的三角形联结共三十八页一、负载(fzi)的星形联结三相负载(fzi)的星形联结如图 10-4 所示。图 10-4三相负载的星形联结 共三十八页该接法有三根火线和一根零线，叫做三相四线制电路被图片叠压，在这种电路中三相电源也是必须是 Y 联结，所以又叫做 YY 接法的三相电路。显然不管负载是否对称(相等)，电路中的线电压 UL 都等于负载相电压 UYP 的倍，即负载的相电流 IYP 等于(d

9、ngy)线电流 IYL ，即IYL = IYP 当三相负载对称时，即各相负载完全相同，相电流(dinli)和线电流(dinli)也一定对称(称为 YY 形对称三相电路)。即各相电流(或各线电流)振幅相等、频率相同、相位彼此相差 120，并且中性线电流为零。所以中性线可以去掉，即形成三相三线制电路，也就是说对于对称负载来说，不必关心电源的接法，只需关心负载的接法。共三十八页【例10-2】在负载作 Y 联结的对称三相电路中，已知每相负载均为 |Z|= 20 ，设线电压 UL = 380 V，试求：各相电流(也就是(jish)线电流)。解：在对称(duchn) Y 负载中，相电压 相电流(即线电流)

10、为 共三十八页二、负载(fzi)的三角形联结负载做 联结(linji)时只能形成三相三线制电路，如图10-5 所示。图 10-5三相负载的三角形联结 共三十八页显然不管负载是否对称(相等)，电路(dinl)中负载相电压 UP 都等于线电压 UL ，即UP = UL当三相(sn xin)负载对称时，即各相负载完全相同，相电流和线电流也一定对称。负载的相电流为线电流 IL 等于相电流 IP 的 倍，即共三十八页【例10-3】 在对称三相电路(dinl)中，负载作 形联接， 已知每相负载均为 |Z|= 50 ，设线电压 UL = 380 V，试求各相电流和线电流。解：在 联结负载(fzi)中，相电压

11、等于线电压，即 UP = UL ，则相电流线电流 共三十八页【例 10-4】 三相发电机是星联结，负载(fzi)也是星形联结，发电机的相电压 Up = 1000 V，每相负载电阻均为 R = 50 k，XL = 25 k。试求：(1) 相电流；(2) 线电流；(3) 线电压。解：(1) 相电流(2) 线电流(dinli)IL = IP = 17.9 mA(3) 线电压共三十八页第三节三相电路(dinl)的功率三相负载的有功(yu n)功率等于各相功率之和，即P = P1 P2 P3在对称三相电路中，无论负载是星形联结还是三角形联结，由于各相负载相同、各相电压大小相等、各相电流也相等，所以三相功

12、率为其中 为对称负载的阻抗角，也是负载相电压与相电流之间的相位差。三相电路的功率因数为 共三十八页【例 10-5】 有一对称三相负载，每相电阻为 R = 6 ，电抗(dinkng) X = 8 ，三相电源的线电压为 UL = 380 V。求：(1) 负载做星形联结时的功率 PY；(2) 负载做三角形联结时的功率 P。解：每相阻抗(zkng)均为 功率因数 共三十八页(1) 负载(fzi)做星形联结时： 相电压 线电流等于相电流 负载的功率相电压等于线电压 UP = UL= 380 V相电流 线电流IL= IP= 66 A负载的功率为 PY 的 3 倍(2)负载做三角形联结时： 共三十八页第四节

13、安全(nqun)用电一、电流对人体(rnt)的作用二、常用的安全措施共三十八页一、电流对人体(rnt)的作用人体(rnt)因触及高电压的带电体而承受过大的电流，以致引起死亡或局部受伤的现象称为触电。触电对人体的伤害程度，与流过人体电流的频率、大小、通电时间的长短、电流流过人体的途径、以及触电者本人的情况有关。 触电事故表明，频率为 50 100 Hz 的电流最危险，通过人体的电流超过 50 mA(工频)时，就会产生呼吸困难、肌肉痉挛、中枢神经遭受损害从而使心脏停止跳动以至死亡；电流流过大脑或心脏时，最容易造成死亡事故。共三十八页触电伤人的主要因素是电流，但电流值又决定于作用(zuyng)到人体

14、上的电压和人体的电阻值。通常人体的电阻为 800 至几万欧不等。通常规定 36 V 以下的电压为安全电压(nqun diny)，对人体安全不构成威胁。 常见的触电方式有单相触电和两相触电。人体同时接触两根相线，形成两相触电，这时人体受 380 V 的线电压作用，最为危险。单相触电是人体在地面上，而触及一根相线，电流通过人体流入大地造成触电。此外，某些电气设备由于导电绝缘破损而漏电时，人体触及外壳也会发生触电事故。共三十八页二、常用(chn yn)的安全措施为防止发生触电事故，除应注意开关必须安装在火线上以及(yj)合理选择导线与熔丝外，还必须采取以下防护措施。 (1)正确安装用电设备 电气设备

15、要根据说明和要求正确安装，不可马虎。带电部分必须有防护罩或放到不易接触到的高处，以防触电。(2)电气设备的保护接地 把电气设备的金属外壳用导线和埋在地中的接地装置连接起来，叫做保护接地，适用于中性点不接地的低压系统中。电气设备采用保护接地以后，即使外壳因绝缘不好而带电，这时工作人员碰到机壳就相当于人体和接地电阻并联，而人体的电阻远比接地电阻大，因此，流过人体的电流就很微小，保证了人身安全。共三十八页(3)电气设备的保护接零 保护接零就是在电源中性点接地的三相四线制中，把电气设备的金属外壳与中性线连接起来。这时，如果电气设备的绝缘损坏(snhui)而碰壳，由于中性线的电阻很小，所以，短路电流很大

16、，立即使电路中的熔丝烧断，切断电源，从而消除触电危险 。 (4)使用漏电保护装置 漏电保护装置的作用主要是防止由漏电引起的触电事故和单相触电事故；其次是防止由漏电引起火灾事故以及监视或切除一相接地故障。有的漏电保护装置还能切除三相(sn xin)电动机的断相运行故障。共三十八页本章(bn zhn)小结本章介绍了电路(dinl)的基本概念，内容包括：一、三相电源二、三相负载三、三相功率四、安全用电共三十八页最大值相等、频率相同，在相位上彼此相差(xin ch) 120 的三个电动势称为对称三相电动势。对称三相电动势瞬时值的数学表达式为 第一(dy)相(U 相)电动势： e1 = Emsin( t

17、) 第二相(V 相)电动势： e2 = Emsin( t 120) 第三相(W 相)电动势： e3 = Emsin( t 120)三相电源中的绕组有星形(亦称 Y)联结和三角形(亦称)联结两种。一、三相电源共三十八页1. 三相(sn xin)负载的 Y 联结 在三相四线制电路，线电压 UL 是负载相电压 UYP 的 倍，即负载的相电流 IYP 等于(dngy)线电流 IYL ，即IYL = IYP 当三相负载对称时，即各相电流(或各线电流)最大值相等、频率相同、相位彼此相差 120 ，并且中线电流为零。所以中线可以去掉，即形成三相三线制电路。二、三相负载共三十八页2三相(sn xin)负载的

18、联结 负载做 联结时只能形成三相三线制电路(dinl)。显然不管负载是否对称(相等)，电路中负载相电压 UP 都等于线电压 UL，即UP = UL 当三相负载对称时，相电流和线电流也一定对称。负载的相电流为 线电流 IL 等于相电流 IP 的倍，即 IL=IP共三十八页三相负载的有功(yu n)功率等于各相功率之和，即P = P1 P2 P3在对称(duchn)三相电路中，无论负载是星形联结还是三角形联结，由于各相负载相同、各相电压大小相等、各相电流也相等，所以三相功率为其中 为对称负载的阻抗角，也是负载相电压与相电流之间的相位差。 三、三相功率共三十八页1触电(ch din)方式 人体因触及高电压的