三相交流电路定稿

三相交流电路定稿1应用科技学院胡机秀编第1页，课件共36页，创作于2023年2月第三章三相交流电路本章要求：1.掌握三相四线制供电系统中的电压关系；2.掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正确联接方法，3.理解三相交流电路中电压和电流的基本关系；4.掌握对称三相交流电路中电压、电流及功率的计算。5.理解三相四线制中中线的作用。（本章教学课时2学时）2应用科技学院胡机秀编第2页，课件共36页，创作于2023年2月图3-1a)三相交流发电机结构示意图第一节三相电源1.三相对称电动势（1）电动势的产生工作原理：动磁生电(尾端)(首端)+eUeVeWU2U1V1V2W1W2++––

–图3-1b)三相绕组产生的电动势U2定子转子3应用科技学院胡机秀编第3页，课件共36页，创作于2023年2月（2）三相电动势瞬时表示式相量表示铁心（作为导磁路经）三相绕组匝数相同空间排列互差120:直流励磁的电磁铁定子转子发电机结构4应用科技学院胡机秀编第4页，课件共36页，创作于2023年2月（3）对称三相电动势的瞬时值之和为0（4）三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。最大值相等频率相同相位互差120°称为对称三相电动势三个正弦交流电动势满足以下特征供电系统三相交流电的相序为U

V

W5应用科技学院胡机秀编第5页，课件共36页，创作于2023年2月二.三相四线制电源(1)联接方式中性线(零线、地线)中性点端线(相线、火线)在低压系统,中性点通常接地，所以也称地线。相电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压线电压：端线与端线间的电压、Up三相相电压对称–+–++–、UlXYZNBCAeA+–eC+–eB+––+–+–+6应用科技学院胡机秀编第6页，课件共36页，创作于2023年2月图3-3电源联接的电路模型由三条相线和一条中线构成的供电系统称为三相四线制供电系统。通常低压供电网均采用三相四线制。常见的只有两条导线的供电电路一般只包括三相中的一相，由一条相线和一条中线组成。7应用科技学院胡机秀编第7页，课件共36页，创作于2023年2月(2)

线电压与相电压的关系根据KVL定律由相量图可得相量图

30°AXYZNBCeA+–eC+–eB+–+–+–+––+–+–+8应用科技学院胡机秀编第8页，课件共36页，创作于2023年2月提示：一般低压供电的线电压是380V,它的相电压是

=220V.可根据额定电压决定负载的接法：若负载额定电压是380V，就接在两条相线之间；若负载额定电压是220V，就接在相线和中线之间。各种照明灯具、家用电气都采用220V，这类电气设备只需要单相电源就能工作，统称为单相负载。另一类电气设备必须接到三相电源上才能正常工作，如：三相交流电动机、大功率的三相电炉等，称为三相负载。9应用科技学院胡机秀编第9页，课件共36页，创作于2023年2月第二节负载的星形联结三相负载不对称三相负载：不满足ZA=ZB

=

ZC

如由单相负载组成的三相负载对称三相负载：ZA=ZB=

ZC

如三相电动机1.三相负载分类单相负载：只需一相电源供电

照明负载、家用电器负载三相负载：需三相电源同时供电

三相电动机等三相负载的联接

三相负载也有Y和两种接法，至于采用哪种方法，要根据负载的额定电压和电源电压确定。10应用科技学院胡机秀编第10页，课件共36页，创作于2023年2月三相负载连接原则

（1）电源提供的电压=负载的额定电压；

（2）单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。AB电源C保险丝三相四线制380/220伏N

额定相电压为220伏的单相负载

额定线电压为380伏的三相负载图3-5负载的星型联接11应用科技学院胡机秀编第11页，课件共36页，创作于2023年2月图3-6负载星形连接的三相四线制电路12应用科技学院胡机秀编第12页，课件共36页，创作于2023年2月负载星形连接的三相四线制电路如图3-6所示，若不计中线阻抗（ZN=0），则电源中点N与负载中点N′等电位。若端线阻抗可以忽略不计（Zl=0），则负载的相电压与电源的相电压相等，即

;负载的线电压与电源的线电压相等，即。13应用科技学院胡机秀编第13页，课件共36页，创作于2023年2月负载星形连接时，电路有以下基本关系：

(1)三相电路中的电流有相电流与线电流之分，每相负载中的电流称为相电流，每条端线中的电流称为线电流，很显然，相电流等于线电流，即

如果用Ip表示相电流，用Il表示线电流，一般可写成

Ip=Il14应用科技学院胡机秀编第14页，课件共36页，创作于2023年2月

(2)三相四线制电路中,各相电流可分成三个单相电路分别计算,即式中15应用科技学院胡机秀编第15页，课件共36页，创作于2023年2月图3-7负载星形连接时的相量图(a)三相负载不对称；(b)三相负载对称16应用科技学院胡机秀编第16页，课件共36页，创作于2023年2月若三相负载对称，即ZU=ZV=ZW=Z=

|Z|

∠φ时，有因而相电流或线电流也是对称的。显然，在三相负载对称的情况下,三相电路可归结到一相来计算。二、三相负载对称的情况17应用科技学院胡机秀编第17页，课件共36页，创作于2023年2月

3）负载的线电压就是电源的线电压。在对称条件下，线电压是相电压的3倍，且超前于相应的相电压30°。

4）中线电流等于三个线（相）电流的相量和。根据图3-6，由基尔霍夫电流定律有18应用科技学院胡机秀编第18页，课件共36页，创作于2023年2月负载对称时,中性线无电流,

可省掉中性线。二、三相负载对称的情况所以负载对称时，三相电流也对称。负载对称时，只需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出。+ZBZCZAN'N++–––19应用科技学院胡机秀编第19页，课件共36页，创作于2023年2月3.系统故障分析解:

(1)

A相短路1)中性线未断

NRA5

RCRB10

ABNC此时A相短路电流很大，将A相熔断丝熔断，而B相和C相未受影响，其相电压仍为220V,正常工作。

在三相照明系统中，试分析下列情况

(1)A相短路:中性线未断时，求各相负载电压；中性线断开时，求各相负载电压。

(2)A相断路:中性线未断时，求各相负载电压；中性线断开时，求各相负载电压。2020应用科技学院胡机秀编第20页，课件共36页，创作于2023年2月此情况下，B相和C相的电灯组由于承受电压上所加的电压都超过额定电压（220V)，这是不允许的。2)A相短路,中性线断开时,此时负载中性点N´即为A,因此负载各相电压为

ABNCN´iAiCiB+++–––21应用科技学院胡机秀编第21页，课件共36页，创作于2023年2月(2)A相断路2)中性线断开

B、C相灯仍承受220V电压,正常工作。1)中性线未断变为单相电路，如图(b)所示,由图可求得IBCU´AU´B+––+(b)

NRARCRBABNC(a)22应用科技学院胡机秀编第22页，课件共36页，创作于2023年2月结论

（1）不对称负载Y联结又未接中性线时，负载相电压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。（2）中线的作用：保证星形联结三相不对称负载的相电压对称。（3）照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀闸开关。23应用科技学院胡机秀编第23页，课件共36页，创作于2023年2月例3-1：三相四线制电路如图所示，已知每相负载阻抗Z=(6+8j)，外加线电压Ul=380V。试求负载的相电压和相电流。N+++–––NZACBZZ24应用科技学院胡机秀编第24页，课件共36页，创作于2023年2月解：设N+++–––NZACBZZ(1)相电压(2)相电流三相对称25应用科技学院胡机秀编第25页，课件共36页，创作于2023年2月第三节负载的三角形连接如果将三相负载的首尾相连，再将三个连接点与三相电源端线U、V、W连接，就构成了负载三角形连接的三相三线制电路，如图3-11所示。图3-11负载的三角形连接26应用科技学院胡机秀编第26页，课件共36页，创作于2023年2月图3-11中，ZUV、ZVW、ZWU分别是三相负载的复阻抗，各电量的参考方向按习惯标出。若忽略端线阻抗（Zl=0），则电路具有以下基本关系：

(1)由于各相负载都直接接在电源的线电压上，所以负载的相电压与电源的线电压相等。因此，无论负载对称与否，其相电压总是对称的，即有效值关系为27应用科技学院胡机秀编第27页，课件共36页，创作于2023年2月

(2)各相电流可以分成三个单相电路分别计算,即28应用科技学院胡机秀编第28页，课件共36页，创作于2023年2月三角形连接的相量图：图3-12负载三角形连接时的相量图（a）负载不对称；(b)负载对称

（3）各线电流可利用基尔霍夫电流定律计算如右：29应用科技学院胡机秀编第29页，课件共36页，创作于2023年2月二、对称负载的情况如果负载对称，即，则负载的相电流也是对称的，此时，相电流可归结到一相来计算,即负载对称时可做出相量图如3-13所示，从图中可得出：图3-13对称负载三角形连接时线电流与相电流之间的相量关系30应用科技学院胡机秀编第30页，课件共36页，创作于2023年2月即线电流是相电流的

倍，且滞后于相应的相电流30°。三、负载不对称的情况在三相不对称负载做三角形联接时，相电流及线电流都是不对称的，但相电压总是对称的，即等于电源线电压，若某一相负载断开，并不影响其他两相的工作，接在该两相上的单相负载仍能正常工作31应用科技学院胡机秀编第31页，课件共36页，创作于2023年2月［例3-2］如图3-11所示的三相三线制电路，各相负载的复阻抗Z=6+j8Ω，电源电压为380V，试求负载的相电流和线电流。［解］由于是对称电路，所以可将三相电路归结到一相来计算。其相电流为线电流为相电压与相电流的相位角为32应用科技学院胡机秀编第32页，课件共36页，创作于2023年2月三相负载的联接原则负载的额定电压=电源的线电压应作联结负载的额定电压=

电源线电压应作Y联结应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与电源的联接方式无关。三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三角形，而照明负载一般都联结成星形（具有中性线）。33应用科技学院胡机秀编第33页，课件共36页，创作于2023年2月3.4

三相电路的功率无论负载为Y或△联结，每相有功功率都应为