单元四三相正弦交流电路及安全用电

1、单元四三相正弦交流电路及安全用电知识目标 了解三相对称正弦电源的概念。 理解相序的概念。 了解电源星形联结的特点，能绘制其电压相量图。 了解我国电力系统的供电制。 了解三相负载星形联结电流之间的关系以及中性线的作用。 了解对称三相电路功率的概念与计算。 了解保护接地的原理。 掌握保护接零的方法，了解其应用。能力目标 了解电气安全操作规程，会保护人身与设备安全，防止发生事故。 初步掌握触电现场的处理方法。 掌握三相负载星形联结的接线方法并会各电压、电流的测量。 了解万用表的结构，熟悉万用表组装步骤及安装工艺。 任务一 三相电源及联结 任务二 三相负载的联结 任务三 安全用电 任务一 三相电源及联

2、结任务目标 认识三相交流电源。 理解三相对称电动势、相序的概念。 掌握三相对称电动势的表示法。 理解三相对称电源星形联结的特点。任务分析三相交流电是交流电源的一种供电方式，目前电能的产生、输送和分配几乎都采用三相交流电，当有单相负载时，可使用三相交流电中的一相，学好本任务知识具有非常重要的现实意义。一、认识三相交流电源实训台上三相供电电源如图4.1所示。图4.1 三相交流电源三相对称电动势也可以用解析式、波形图和相量图表示，三相对称电动势的解析式为三相对称电动势的波形图和相量图如图4.3所示。图4.3 三相对称电动势波形图和相量图二、三相电源的星形联结三相电源的星形（Y形）联结就是把三相绕组的

3、末端U2、V2、W2连接在一起，形成一个公共点N，此点叫做中性点，简称中点，然后由中点及绕组的首端U1、V1、W1分别向外引出连接线，如图4.4所示。 图4.4 三相电源的星形联结图 星形联结的三相交流电源有4根输电线，因此，这种供电系统也称为三相四线制。从绕组的3个首端U1、V1、W1分别引出的导线称为端线或相线（俗称火线）。从中性点N引出的导线叫做中性线（简称中线或零线）。在图4.4中，每相绕组的电压或各相线与中性线之间的电压叫相电压，分别用 、 、来表示；任意两根相线之间的电压称为线电压，分别用 、 、 来表示。在电工技术中，通常用UP表示相电压的有效值，用UL表示线电压的有效值。当忽略

4、电源绕组的内阻时，各相电压等于各相电动势，由于三相电动势为对称的关系，因此3个相电压也是对称的。由基尔霍夫电压定律可知画出三相电源星形联结时相电压和线电压的相量图，如图4.5所示。 图4.4 三相电源的星形联结图 图4.5 相电压与线电压的相量图由相量图可知，三相电源星形联结具有以下特点。（1）有两组供电电压，即相电压和线电压，3个相电压和3个线电压均为对称电压。（2）线电压的大小等于相电压的倍，记为 UL = UP（3）各线电压在相位上比对应的相电压超前30，即 超前 30， 超前 30， 超前 30。 任务二 三相负载的联结任务目标 了解对称负载与不对称负载的概念。 了解星形联结方式下三相

5、对称负载线电流、相电流和中性线电流的关系。 了解对称三相电路功率的概念与计算。 理解中性线的作用。任务分析使用任何电器设备，均要求负载承受额定电压，所以负载要以一定的联结方式接到电源上，以满足负载对电压的要求。本任务的概念较多，如相电压与线电压、相电流与线电流等，注意区别，不能混淆不清。一、认识三相负载图4.8 三相负载二、三相负载的星形联结把三相负载分别接在三相电源的一根相线和中性线之间的接法，称为三相负载的星形（形）联结，如图4.9所示。1电流之间的关系图4.9 三相负载的星形（Y形）联结当三相负载作星形连接时，相电流等于线电流，即 中性线电流用表示，它等于3个相电流的相量和，即 = +

6、+ 如果三相负载为对称三相负载，那么流过每相负载的相电流也是对称的，则 = + + = 02中性线的作用中性线的作用就在于使星形联结的三相不对称负载能够获得对称的电源相电压，保证负载正常工作。所以，在三相四线制供电系统中，规定中性线上不允许安装开关和熔断器，而且中性线常用钢心导线来加强其机械强度，以免断开。另一方面，在连接三相负载时，应尽量使其平衡，以减小中性线电流。三、对称三相电路的功率三相交流电路的功率是指三相电路的总功率。1有功功率三相交流电路中，三相负载消耗的总功率（有功功率）为各相负载消耗的功率之和，即如果三相负载对称，相电压、相电流的有效值和负载的功率因数都相等，总有功功率为 P

7、（4-5）三相对称负载作星形联结时， ；将这些关系式代入式（4-5），则三相对称负载的有功功率为 P= 2无功功率和视在功率按照有功功率的分析方法，可得对称三相电路的无功功率和视在功率分别为 Q= （4-7） S= 任务三 安全用电任务目标 了解保护接地的原理。 掌握保护接零的方法。 了解电气安全操作规程，防止发生事故。 初步掌握触电现场的处理方法。任务分析电能的应用日益广泛，安全用电的重要性也日益突出。在电能使用的过程中，如果不注意安全，就会引起触电事故，造成人身伤亡和设备损坏，甚至影响到电力系统的正常运行，造成大面积的停电事故，给生产和生活造成很大影响。因此，在使用电能的同时，必须注意安全

8、用电，确保人身、设备和电力系统三方面的安全，防止事故的发生。一、人体常见的触电形式1单相触电2两相触电 图4.14 单相触电 图4.15 两相触电3跨步电压触电图4.16 跨步电压触电二、安全措施1保护接地2保护接零 图4.17 保护接地 图4.18 保护接零三、电气安全操作规程（1）不准在运行中拆卸、修理电气设备。检修电气设备时必须停车，切断电源，验明无电后方可取下熔体，挂上“禁止合闸，有人工作”的警示牌。（2）工作时要戴安全帽，穿长袖衣服，带绝缘手套，使用绝缘工具，并站在绝缘物上进行操作。严禁使用锉刀、钢尺等金属工具进行工作。（3）禁止带负载操作动力配电箱中的刀开关。（4）电气设备的金属外壳必须接地（或接零），接地线要符合标准，不准断开带电设备的外壳接地线。（5）拆除电气设备或线路后，对可能继续供电的线头必须立即用绝缘布包好。（6）安装灯头时，开关必须接在相线上，灯头螺纹端必须接在零线上。（7）配电箱、开关、变压器等电气设备附近，不准堆放各种易燃、易爆、潮湿和其他影响操作的物件。（8）熔断器的容量要与设备和线路的安装容量相适应。（9）不经允许不准到处乱拉电线、私自安装电气设备；在任何情况下，均不得用手来鉴定接线端