三相电源与三相负载剖析课件

1、三相电源与三相负载剖析三相电源与三相负载剖析三相制供电比单相制供电优越 在发电方面：三相交流发电机比相同尺寸的单相交流发电机容量大。 在输电方面：如果以同样电压将同样大小的功率输送到同样距离，三相输电线比单相输电线节省材料。 在用电设备方面：三相交流电动机比单相电动机结构简单、体积小、运行特性好等等。 因而三相制是目前世界各国的主要供电方式。三相制供电比单相制供电优越 在发电方面：三相交1.三相交流发电机主要组成部分：电枢（是固定的，亦称定子）：定子铁心内圆周表面 有槽，放入三相电枢绕组。磁极三相绕组n单相绕组（是转动的，亦称转子）三相绕组的三相电动势幅值相等, 频率相同, 彼此之间相位相差1

2、20。+SN铁心绕组AX第一节 三相电源与三相负载+SN+SN+SN+SN+SN+SN+SN一、三相电源1.三相交流发电机主要组成部分：电枢（是固定的，亦称定子）： 由于电机结构的原因, 这三相绕组所发出的三相电动势幅值相等, 频率相同, 彼此之间相位相差120。可将其表示为：2、相量形式 由于电机结构的原因, 这三相绕组所发出的三相电动势3、对称正弦量 幅值相等, 频率相同, 相位互相差120的正弦量。对称正弦量特点为：120UAUCUB120120三相电压相量图3、对称正弦量对称正弦量特点为：120UAUCUB14、正弦量的相序三相交流电在相位上的先后次序称为相序。 上述的三相电源的相序为

3、ABC。在电力系统中一般用黄、绿、红 区别A、B、C 三相。UmUm t02uAuCuB4、正弦量的相序三相交流电在相位上的先后次序称为相序。 二、三相电源的联接1、星形联接N中点或零点N 把发电机三相绕组的末端 接成一点。而把始端 作为与外电路相联接的端点。 这种联接方式称为电源的星形联结。火线中线或零线火线火线线电压相电压目前，我国供电系统线电压 380V，相电压220V。 三相四线制二、三相电源的联接N中点N 架空线路 我国国家标准规定的电力网额定电压有3、6、10、35、60、110、220、330、500kV。架空线路电力线路防震锤导线避雷线绝缘子杆塔线夹基础接地装置电缆线路目前我国

4、主要有：华东、华南、华中、华北、东北、西南、西北七大电力网。架空线路 我国国家标准规定的电力网额定电压有N中点或零点N火线中线或零线火线火线线电压相电压根据KVL：N中点N火线中线或零线火线火线线电压相电压根据KVL：各线电压与相电压之间的关系为:三相电源各电压间的相量关系UAUCUB30o30o30o 线电压的有效值用 表示, 相电压的有效值用Up表示。 由相量图可知它们的关系为:各线电压与相电压之间的关系为:三相电源各电压间的相量关系UA2. 形联结 发电机三相绕组依次首尾相联，引出三条线，称为三角形联结。2. 形联结 发电机三相绕组依次首尾相联，引交流电路中的用电设备，大体可分为两类：

5、一类是需要接在三相电源上才能正常工作的叫做三相负载,如果每相负载的阻抗值和阻抗角完全相等，则为对称负载，如三相电动机。 另一类是只需接单相电源的负载，它们可以按照需要接在三相电源的任意一相相电压或线电压上。对于电源来说它们也组成三相负载，但各相的复阻抗一般不相等，所以不是三相对称负载。如照明灯。三、三相负载的联接交流电路中的用电设备，大体可分为两类：三、三相负载的联接1. Y 形联结iBiCiNiAN负载中电流:(略线路阻抗) 中性线中的电流为:若负载对称，即UAUCUBICIAIB对称负载相量图对称负载可以去掉中线。三相交流电动机N1. Y 形联结iBiCiNiAN负载中电流: 中性线中 如

6、果三相负载对称, 中线中无电流, 故可将中线除去, 而成为三相三线制系统。 但是如果三相负载不对称, 中线上就会有电流IN通过, 此时中线是不能被除去的, 否则会造成负载上三相电压严重不对称, 使用电设备不能正常工作。 如果三相负载对称, 中线中无电流, 故可将中 例1 图中电源电压对称，线电压U=380 V ，负载为 电灯组，每相电灯（额定电压220V）负载的电阻400。试计算：求负载相电压、相电流；(2) 如果A相断开时，其他两相负载相电压、相电流；(3) 如果A短路时，其他两相负载相电压、相电流；(4) 如果采用了三相四线制，当1相断开、短路时其他两相负载相电压、相电流。iBiCiANN

7、 解：（1） 负载对称时，可以不接中线，负载的相电压与电 源 的相电压相等（在额定电压下工作）。 例1 图中电源电压对称，线电压U=380 V ，负载iBiCiANN(2) 如果A相断开时，其他两相负载相电压、相电流；(3) 如果A短路时，其他两相负载相电压、相电流； 超过了的额定电压，灯将被损坏。(4) 如果采用了三相四线制，当1相断开、短路时其他两相负载相电压、相电流。 因有中线，其余两相未受影响，电压仍为220V。 但A相短路电流很大将熔断器熔断。中线的作用是什么？iBiCiANN(2) 如果A相断开时，其他两相负载相电 例 2 在如图（a）所示的三相四线制电路中, 外加电压UL=380

8、 V, 试求各相负载电流及中线电流。 解: 相电压选为参考相量, 则:(a)ANCNBUCIAUBR1 4jXLj3R3 6j XCj 8ICIBR2 5IN电路图UA 例 2 在如图（a）所示的三相四线制电路中, 外中线电流为中线的作用: 中线在三相电路中的作用是既能为用户提供两种不同的电压, 同时又为星形联接的不对称负载提供对称的 220 V相电压。 因此, 为了保证负载的相电压对称, 在中线的干线上是不准接入熔断器和开关的, 而且要用具有足够机械强度的导线作中线。 ICIBINIAUBIBICUCUA36.997.153.1(b)相量图中线电流为中线的作用:ICIBINIAUBIBI2、

9、负载的三角形联接（ 形）若忽略端线阻抗（ZL=0）, 则电路具有以下关系。 iCABCiBiAiCAiBCiAB +uAB +uBC +uCA(2) 负载线、相电流之间的关系线、相电压对应相等(1) 负载线、相电压之间的关系各相负载相电流分别为各相负载的电压与电流相位差分别为:iABiABiCAiBCiABiCAiBCiABiCAiBCiAB2、负载的三角形联接（ 形）若忽略端线阻抗（ZL=0）, (2) 负载线、相电流之间的关系 根据KCL，负载线、相电流之间的关系为若负载对称，即和 则负载相电流也是对称的，即IAIBICICAIABIBCUABUCAUBCiCABCiBiCAiBCiAB +uAB +uBC +uCA(2) 负载线、相电流之间的关系 根据KCL由上述可知, 在负载为三角形联接时, 相电压对称。 若某一相负载断开, 并不影响其他两相的工作。 相量图(3)各线电流由两相邻相电流决定。在对称条件下，线电流是相电流的 倍，即， 且滞后于相应的相电流30 度。 由上述可知, 在负载为三角形联接时, 相电压对称。 若某一相 例 4 如图 所示的三相三线制电路中, 各相负载的复阻抗Z=(6+j8) , 外加线电压380V,试求正常工作时负载的相电流和线电流。 iBiCiA式中, 每相阻抗为：则线电流为：解：由于是对称电路, 所以 每相相电流为： 例 4 如