毕业设计外文原文+翻译(电力系统)

河南理工大学HENANPOLYTECHNICUNIVERSITY英文文献翻译Englishliteraturetranslation学院： 电气工程与自动化学院专业班级：电气11-4班姓名：宋家鹏学号：311008001120指导老师：汪旭东2014年6月5日河南理工大学HENANPOLYTECHNICUNIVERSITY河南理工大学HENANPOLYTECHNICUNIVERSITY.5 对称三相电路在这一部分，我们介绍三相对称电路的一下几个话题：Y连接，相电压，线电压，线电流，△形连接负荷，△-Y变换，以及等效的相图。c Cb Bc Cb B图2-10三相Y连接电源带Y连接对称负荷电路图对称Y连接图2-10显示的是一个三相Y连接电源带Y连接对称负荷电路图。对于Y连接电路，每个相的中性点是连接起来的。在图2-10中电源中性点标记的是n,而负载中性点标记的是N。把三相电源假设为理想电源，即阻抗忽略不计。同时，电源和负载之间线路阻抗，中性点n与N之间的线路阻抗也可忽略不计。 三相负荷是对称的，意味着三相之中任意两相间的阻抗是相同的。对称相电压在图2-10中，三相电源的终端呗标记为a、b、c,电源相电压标记为Ean,Ebn,Ecn,当电源的三相电压有相同的幅度，任意两相之间互差120度角时，电源是对称的。当以Ean作为参考相量时，相电压的幅值是10V,对称三相相电压如下所示：(2.5.1)Ean=100(2.5.1)Ebn10 120 10 240Ecn10 120 10 240cn

EanEan图2-11以Ean作为参考的对称正序相电压向量图当Ean超前Ebn120度，Ebn超前E5以120度角时，此时的相序称为正相序或者abc相序。当Ean超前Ecn120度，E5超前Ebn以120度角时，此时的相序称为负相序或者acb相序。公式2.5.1的电压为正相电压，因为Ean超前Ebn120度。相应的向量图见图2-11。对称线电压电压Eab,Ebc,Eca称为线电压。在图2-10中的线路a、b之间列一个KVL方程如下；abEanEabEanEbn(2.5.2)对于式2.5.1中的相电压:Eab10010120abEab10010120abab'310十1010，^

2,31030(2.5.3)同理可得，线电压Ebc,Eca为：EbcEbnEcn10 120 10 120 7310 90 (2.5.4)EcaEcnEan10 120 100 J310150 (2.5.5)式（2.5.3）到式（2.5.5）的线电压也是对称的，因为它们有相同的电压幅值3（10）volts和任意两相的120度相角差。比较以上线电压和式（2.5.1）的线电压，得出以下结论:

在一个对称y形连接的三相正序电源电路中，线电压是相电压的通倍，并超前相电压120度角，也就是说(2.5.6)TOC\o"1-5"\h\zEab ，3Ean 30(2.5.6)Ebc 3Ebn 30Eca ,3Ecn 30这是由图2-12总结出的一个非常重要的结论。在图2-12(a)中，每一个相量都起始于向量图的起点。在图2-12(b)中，线电压组成了与系统中a,b,c,相相对应的以a,b,c为顶点的等边三角形。相电压起于三角形的顶点 ，止于三角形的中心点，三角形的中点被标记为n。同时，图2.12(b)中的三角形顶点标为abc也就意味着电压为正序电压。在两个图中， Ean均为参考电压。然而，这两个图都可以被旋转以适应任何一个电压作为参考相量。图2.12中的线电压组成了一个闭合三角形，他们的向量和为零。实际上,因为这些电压围绕线路a,相电压之和Ean+Ebn+Ecn线电压和Eab+因为这些电压围绕线路a,相电压之和Ean+Ebn+Ecn为零c(b)电压三角形图2.12正序三相Y形连接系统相电压和相线电压

对称线电流在图2-10中，因为从电源到负载的中性线的阻抗忽略不计，所以n与N之间是同电位的，即EnN=00因此每一相都可以列一个单独的KVL方程，经观察，线电流为：IaIbIcEan/ZyEbn/ZyEcn/Zy(2.5.7IaIbIcEan/ZyEbn/ZyEcn/Zy(2.5.7)例如，如果每一相负载阻抗Zy=230,那么Ia10IbIb23010 12023010 1203015023090线电流也是对称的，因为它们幅值相同，都为5A,且任意两相相差120度。图(2.5.9)(2.5.10)(2.5.9)(2.5.10)2-10中的中性点电流可以通过中性点N出列KCDjt得:In=Ia+Ib+Ic由式(2.5.8)的线电流可得：In=5 30+5 150+590、、.3-j1 -3-j1In=5--+5——-+j5=0

2 2图2-13对称三相系统线电流向量图线电流向量图见图2.13。因为这些线电流组成一个闭合三角形，它们的和，也就是所谓的中性点电流，为零。一般来说，任意三相对称矢量和为零，因为对称矢量组成了一个闭合三角形。因此，虽然中性线阻抗设为零，只要系统是对称的，不论中性线阻抗是为零还是为 ，中性点电流为零。当电源电压，负载阻抗，或是线路阻抗不对称时，也就是所谓的系统不对称时，此时，在中性点 n与N之间将会有中性点电流1n流过，即线电流不对称。对称连接负载图2-14是一个Y连接电源带动一个 负载的电路图。对于对称 连接，见图2-14,相同的负载阻抗组成了一个三角形，三角形的顶点代表母线，标为 A,B,C。 形连接没有中性线。因为图2-14忽略了导线阻抗，所以电源线电压等于负载线电压，所以形连接的负载电流1AB,IBC,1cA分别为:IABEab/ZIbc Ebc/Z (2.5.11)Ica EcaZ比如，如果线电压由式(2.5.3)-(2.5.5)给出，Z=530 ,所以负载电流为:图2-14Y连接电源带 连接负载电路图=3.46410-90530=3.46410150530=3.4640A-120A+120A=3.46410-90530=3.46410150530=3.4640A-120A+120A(2.5.12)而且，线电流也可由每个 形负载KCL方程求得，如下所示:L=Iab-Ica=3.4640-3.464-120=33.464-30Ib=IBC-IAB=3.464 120-3.4640=.33.464-150 (2.5.13)Ic=Ica-Ibc=3.464120-3.464-120=J33.464 90式（2.5.12）和式（2.5.13）所求出的线电流都是对称的。因此对称 形负载的线电流和（Iab+Ibc+Ica）等于零。即使系统是不对称的，由于没有中性线，线电流和（1a+Ib+Ic）恒为零。比较式（2.5.12）和式（2.5.13）得出以下结论：对于一个对称正序电源带对称 形负载电路，流入负载的相电流是 形负载线电流的J3倍且滞后于30o也就是说：Ia=3Iab-30Ib=>/3IBC-30 （2.5.14）Ic=3Ica-30--30I--30Ib IBC L图2.15对称 形负载线电流相电流向量图

(a)对称形负载A一.(b)等效对称Y(a)对称形负载A一.2.16对称负载 -Y变换对称负载-Y变换图2.16显示的是一个对称 向Y形负载的变换。如果电压一定，从终端A,B,C端子看， 形电路和Y形电路的电路是相等的。对于Ia、3iab30、,既30对于Y形连接：IEan30 Eab 30IA Zy 一丁形负载：(2.5.15)(2.5.16)比较式(2.5.15)和式(2.5.16)可以得出，对于 和Y形连接，要使两个电流I形负载：(2.5.15)(2.5.16)ZY— (2.5.17)3而且，当ZyZ/3且负载对称时，对于 和Y形连接，IB和1c也相等。因此把形负载的阻抗除以3就可以把一个 形负载电路转化为一个相应的Y形 …一 一 一Z3Z、,负载电路。形负载和Y形负载阻抗的阻抗角是相同的。同样的，应用ZZ可以吧一个Y形电路转化为一个Y形电路例2.4对称和Y形负载一个对称正序Y形连接电源，Eab=一个对称正序Y形连接电源，Eab=4800V,带一个形负载，Z=30400电源盒线路之间的线路阻抗ZL=185。计算：线电流、 形负载线电流以及负载电压。cZLC—KIAAC0EbnanZlZycZLC—KIAAC0EbnanZlZyNZYZyZl=185■bi.a4凡/- 一IB图2-17例2.4电路图解：很容易得出如下解：首先转换形负载到等效的Y形负载电路，然后用一个零阻抗导线连接电源中性点和负载中性点，因为在对称系统中In=0,所以中性线的连接对电路无影响。所得的电路见图2-17,所以，线电流为：EanZl Zy480 30、.330180 403277.1-30(0.0872+j0.9962+(7.660+j6.428)277.1-30

(7.748+j7.424)277.1-30 =25.83-73.78A10.7343.78(2.5.18)IB25.83166.22IC25.8346.22形负载电流为:Ia 25.83Iab=W+30= 3(-73.78 30)14.91 43.78AIbc14.91163.78A(2.5.19)Ica14.9176.22A负载电压为:IAB(3040)(14.91 43.78)447.33.78EBC447.3123.78(2.5.20)IAB(3040)(14.91 43.78)447.33.78EBC447.3123.78(2.5.20)ECA447.3116.22voltsZL=185Eab=480-30,3ACnEab=480-30,3ACnZy=1040Neutralwire图2-18例2.4等效单相电路图等效单相电路图当分析对称三相电路时，只需分析一个单相电路。形负载可以等效到Y形负载电路电源中性点都可以在不影响结果的情况下， 用一个零阻抗中性线连接到负载中性点。然后分析单相电路即可得出结果。另外两相的电压和电流与这一项大小相等，角度互差 120度。图2-18就是例2.4的一个单相等效电路。2.6对称三相电路的功率在这一部分，我们讨论对称三相发电机和电动机带对称 形负载和Y形负载时的瞬时功率和复功率。瞬时功率：对称三相电动机cc(2.6.2)(2.6.2)a相瞬时功率为：(2.6.3)W图2.19Y形连接发电机图2-19显示的是三相阻抗大小相等的Y形连接的三相电动机。假设电动机在对称稳态下工作，则电动机的瞬时终端电压为：Vant T2Vlncos(t)volts (2.6.1)a相瞬时电流为：iat.2ILcos(t)A其中VLN是相电压有效值，Il是线电流有效值，则发电机Pat Vantiat 2VlnILCOS(t)COS(t)VlnILcos()VlnILcos(2t)假设在对称系统中，则b和c相电压和电流和a相有相同的幅值，角度互差120度。因此b相瞬时功率为:

Pbt 2VLNILPbt 2VLNILcos(VlnIlcos(c相瞬时功率为：Pct 2VlnILcos(VlnIlcos(t 120)cos(t)VlnILcos(2tt 120)cos(t)VlnIlcos(2t120)240)120)240)(2.6.4)W(2.6.5)W总的瞬时功率是三相瞬时功率之和，利用式(2.6.3)-(2.6.5)的:P3tPatPbtPct(2.6.6)3VlnIlcos()VlnIlcos(2t)VlnIlcos(2t 240)(2.6.6)VlnVlnIlcos(2t240)W式（2.6.6）中的三个cosine可以用一个对称的三相系统来表示。因此，对3VLNILcos( )W(2.6.7)3VLNILcos( )W(2.6.7)的相电压VLN可以用线电压VLL来代替，故®LILcos()W (2.6.8)TOC\o"1-5"\h\zP3t P3在三相对称系统中，式（2.6.7）式（2.6.7）可以改写为：VlnVll/V3和 P3观察室（2.6.8）得出以下结论；在三相对称系统中，三相发电机的瞬时总功率不是时间的函数，而是一个常值，且p3t P3。在对称稳态条件下，三相电机的总J舜时功率也是一个常值。图2-19翻转电流流向而不是留下正极性端子，也可以代表一个三相电机。式（2.6.1）-（2.6.8）不仅可以表示发电机发出的功率，也可以表示电动机吸收的功率。这些方程对对称三相阻抗负载的瞬时功率也是适用的。复功率：对称三相发电机式（2.6.1）和式（2.6.2）中电压和电流的相量表示为:Van VlnvoltsVan VlnvoltsIaIl(2.6.9)(2.6.10)电机a相的复功率为：*(2.6.11)SaVanIaVLNIL(2.6.11)VlnIlcos( ) jVL"LSin(在系统平衡的条件下，b在系统平衡的条件下，b相和c相的复功率是相同的,故三相的总复功率为:(2.6.12)(2.6.12)(2.6.13)(2.6.14)(2.6.15)(2.6.16)S3 SaSbSc3Sa3VlnIl3VlnILcos( )j3VLNILSin()计及总的有功功率和无功功率：S3 P3 jQ3P3 ReS3 3VLNILcos()\3VLLILcos( )WQ3 ImS 3VLNILSin(),3VLLILsin( )var视在功率为：S3 S3 3VlnIlT3VllIlva复功率：对称三相电机前面所述的三相发电机吸收的复功率、有功功率、无功功率和视在功率对于三相电机所吸收的复功率、有功功率、无功功率和视在功率都适用。复功率：对称形和Y形阻抗负载式（2.6.13）至I（2.6.16）也适用于对称形和Y形阻抗负载。对于Y形阻抗负载，通过a相负载阻抗的线电压和流入负载阻抗的电流可以用式（2.6.9）和（2.6.10）来表示。式（2.6.11）至I（2.6.16）可以表示对称Y形阻抗负载所吸收的功率。对于对称 形负载，通过a相到b相的负载阻抗的线电压和和流入正极端子的负载阻抗的电流为:VabVLLvolts(2.6.17(2.6.18(2.6.18)相间的负载阻抗(2.6.19)(2.6.20)(2.6.21)(2.6.22)(2.6.23)且IL品。(2.6.24)(2.6.16)是相ab其中Vll是线电压的有效值，I是负载电流的有效值。a-b吸收的复功率为：*SabVabIabVLLI形负载阻抗吸收的总的复功率为：S3SabSbcSCa3'VllI3VllIcos()j3VLLIsin()计及总的有功功率和无功功率：S3 P3 jQ3F3 ReS3 3VllIcos()、.3VllIlcos( )WQ3 ImS3 3VllIsin()、，3VLLILsin()var其中式(2.6.22)和(2.6.23)的I就是形负载的线电流，同时，总的视在功率为：S3 S3 3VllI V3vllilva形负载的方程(2.6.21)-(2.6.24)和式(2.6.13)-同的2.7 平衡三相系统对比与单相系统的优势Zl图2-20三个单相系统图2-20显示的是三个分开的单相系统。每个单相系统由以下相同的几部分构成：（1）一个由电压源代表的发电机和一个发电机阻抗Zg;（2）送电导体和g回流导体由连个线路阻抗ZL代替；（3）一个由阻抗ZY代替的负载。三个单相系统，虽然被完全分开了，但是仍然被画成一个Y形来说明三相系统的两个优点。每一个单向系统都要求送电导体和回流导体有一个等于或大于负载电流的电流容量。然而，如果图2-20中的中性点被连接起来组成一个三相系统，如果电源电压是对称的即幅值相等任意两相互差120度，此时的中性线电流为零，那么中性线也可以被移除了。因此，对于三相对称系统，当传输同样的功率到负载2阻抗Zy时，三相系统仅需要对比与单相