第四章三相交流电路

第四章三相交流电路一、三相交流电动势二、三相电源的连接方式三、三相电路负载的连接第一节、三相交流电动势

我们前面分析的都是单相交流电，但在生实际中，普遍使用的是三相交流电，它由三相发电机发出，并且由三相输电系统输送给用户。用输电线把三相交流电源和负载正确地连接起来就构成了三相交流电路。三相交流电具有电能输送方便、经济，三相功率比单相功率的波动性小等优点。

我们把幅值相等，频率相同，相位彼此互差120°的三相正弦交流电动势，称为对称电动势。第一节、三相交流电动势

三相交流电路中一般是指电路中同时存在着三个最大值相等、频率相同，相位彼此相差120°的正弦交流电动势，每一个电动势组成的那部分电路叫做一“相”

uA

=Umsinωt

uB

=Umsin(ωt

-120°)

uC

=Umsin(ωt

+120°)其中uA的初相为零，uB

滞后uA

120°,uC

滞后uB

120°，所以相序为A-B-C。三相交流电动势的解析工式：2.波形图在波形图上，同一时刻三相电压的瞬时值代数和为零由式还可得出相量的关系对称三相电压的相量图可画成图(c)所示的等边三角形三相电源中每相电压达到最大值（或零值）的先后顺序称为相序，上述A相超前于B相，B相超前于C相的顺序称为正序，相反，如果B相超前于A相，C相超前于B相，这种相序称为逆序。工程上一般采用正序，并用黄、绿、红三色区分A、B、C三相。8.1.2

三相电源的联结方法三相电源的联结有星形（Y）和三角形（△）两种方式。１．电源的星形联结

图是三相电源的Y形联结方式。三相电源的星形联结二、三相电源的连接方式下面介绍几个电路名词：中点：联结三相绕组末端的节点N称为中点。中线：从中点引出的输电线称为中线，又称地线或零线。端线：从始端引出的输电线称为端线，俗称火线。线电压：端线之间的电压，参考方向习惯上规定为由先行相到后续相，且习惯上用下标字母的次序表示，分别记为uAB，uBC，uCA其有效值用Ul表示。相电压：端线与中线之间的电压，也常用下标字母次序表示其参考方向，分别记为uAN，uBN、uCN，简记为uA、uB，uC，其有效值用UP表示。有中线的三相交流电路称为三相四线制电路，无中线的则称为三相三线制电路。相量图如图（b)所示。三相电源的Ｙ形联结供电时，有三相四线制和三相三线制。

三相电源的Y形联结电源的星形连接相量图从相量图可以看出：线电压和相压间的数值关系可由等腰三角形中求得UV间线电压：UUV=2×UU×COS30°=2×UU×二、

三相电源的△形联结将三个电压源的首、末端顺次序相连，再从三个联结点引出三根端线Ａ、Ｂ、Ｃ。这样就构成△形联结，如图

(a)所示。应该指出，三相电源作三角形联结时，要注意接线的正确性，当三相电压源联结正确时，在三角形闭合回路中总的电压为零，即：注意：三相电源接成三角形时，为保证联结正确，可先把三个绕组接成一个开口三角形，经一电压表闭合，若电压表读数为零，说明联结正确，可撤去电压表将回路闭合。第三节三相电路中负载的连接一、星形联接的负载星形Ｙ联接的三相电路，可分为三相四线制（有中性线的），如图所示和三相三线制（没有中性线的）NAuAiAi0CaZaiCiBBuCuBbcZcZbN’ZZLLLN电路中每根相线中的电流叫做线电流，分别用IU、IVIW表示，由图可知，负载作Y联接时，第相负载中的电流（相电流）I也就是线电流IL。负载上的线电压UL为相电压的√3倍线电流I=相电流I

线电压U=相电压√3U

当三相负载对称时（即各相负载大小相等，阻抗角相等），在任何瞬间三个线电流的总和为零，也就是通过中线的电流为零。即然中性线上没有电流，中线也就多余了，可以省去。例如三相电动机或三相电炉供电时，可以采用三相三线制供电。

但是我们常见的是三相四线制供电方式，这是因为除了对称的三相负载外，还单相负载（如单相电动机，单相电炉和照明等）。使用时如各相负载不对称，各相电流大小就不一样，这就需要用中性作为各单相负载的公共回路线，所以中性线上就有电流，中性线的作用是在负载变动时能使各负载两端的电压很小的变动，且各相负载的相电压基本保持对称。在不对称的三相供电系统中，中性线是非常重要的。不允许中性断开，在中性线上不许接入熔断器或开关，假如中性线断开了，各相负载会造成三相电压不对称，有的相电压显著升高，有的相电压降低，容易损坏电气设备。中性线上有了电流，则其对地就有一定电压，所以为了安全起见，常采取中性线接地，并在用户负载处，将中性线再接地，称为重复接地。二、三角开联接的负载负载作为三角形联接的三相电路，如图所示;一般用于三相负载对称的情况下，如绕组为三角形接法的电动机，三角形接法的三相电炉和变压器原边或副边绕组的三角形接接。在三角形联接的三相电路中，负载的相电压=线路上的线电压在三角形联接的负载对称时，三相负载中的线电流=相电流的√3倍。第四节、三相电路的功率三相电路中，三相负载的有功功率等于各相负载有功功率之和。即每相负载的功率当三相负载对称时，每相功率相同，则三相电路总的无功功率为各相无功功率之和每相无功功率为对称三相负载三相电路的视在功率对称三相电路例：有一三相电动机，每相绕组的等效电阻R=29欧，等效感抗体=21.8欧，求在下列情况下电动机的相电流，线电流以及电源输入的功率，并比较所得结果。例：在对称三相电路中，电源的线电压U线=380V,三相负载为R相=6欧X相=8欧的感性负