第四章 三相正弦交流电路的分析

第四章三相正弦交流电路的分析第一节三相正弦交流电路的基本概念第二节对称三相正弦交流电路的分析第三节对称三相正弦交流电路的功率第四节安全用电简介第一节三相正弦交流电路的基本概念一、对称三相电源二、三相电源的相序三、三相电源的连接四、三相负载的连接对称三相电源一、对称三相电源三相制电源是由三个频率相同、幅值相等、相位差均为120º的正弦交流电压源组成，简称为对称三相电源。对称电源相量图一、对称三相电源对称电源相量二、三相电源的相序相序：三相电压达到最大值或零值的次序称为相序。正相序：

负相序：

我国供配电系统中，用的是正相序，并分别用黄（A相）、绿（B相）、红（C相）三种颜色标定三相电源的相序。三、三相电源的连接1.三相电源星形连接Y0连接方式Y连接方式

三相四线制：三相供电制中用四根联线

三相三线制：三相供电制中用三根联线

中线：中线点N引出的线称中线

火线：首端a、b、c引出的线

线电流：火线中的电流

相电流：负载中通过的电流

线电压：两火线间的电位差

相电压：每相负载的电位差三、三相电源的连接1.三相电源星形连接

线电压对称三相交流电源:

相位差=120

、幅值相等、频率相同三、三相电源的连接2.三相电源三角形连接

线电压=相对应的相电压△连接方式四、三相负载的连接对称三相电源与对称三相负载相连接成的电路称为对称三相电路。如对称三相电源与不对称三相负载相连接，则称为不对称三相电路。对称负载的阻抗关系为Y连接方式△连接方式四、三相负载的连接第二节对称三相正弦交流电路的分析一、对称三相Y形连接电路二、对称三相△形连接电路一、对称三相Y形连接电路1.基本概念Y-Y连接电路线电压：相电压：线电流：相电流：中线电流：单相功率：每相负载的功率三相电路的功率：三相负载的总功率1.基本概念Y-Y连接电路负载Y形连接电路一、对称三相Y形连接电路UP表示相电压有效值

在对称Y-Y系统中:(1)各相电流大小相等，相位上相差120

(2)中线电流为零

(3)线电流等于对应的相电流。2.对称三相Y形连接电路的电流特性一、对称三相Y形连接电路3.对称三相Y形连接电路的电压特性同理一、对称三相Y形连接电路相电压3.对称三相Y形连接电路的电压特性(1)相电压对称

线电压对称(2)线电压Ul

=相电压的倍=(3)线电压相位=超前对应相电压相位30

一、对称三相Y形连接电路例：解：单相分析电路一、对称三相Y形连接电路试求：（1）三相电路中的相电流和负载端的线电压；（2）作电源相电压、、和负载端线电压、线电流的相量图。对称性例：解：单相分析电路一、对称三相Y形连接电路求：负载端线电压、线电流的相量图。对称性负载Z上的相电压负载端线电压例：解：一、对称三相Y形连接电路求：相量图。1.基本概念二、对称三相△形连接电路线电流：相电流：单相功率：每相负载的功率三相电路的功率：三相负载的总功率线电压与相电压：2.电压特性二、对称三相△形连接电路(1)各相电压大小相等，相位上相差120

(2)线电压等于对应的相电压。线电压有效值相电压有效值3.电流特性二、对称三相△形连接电路3.电流特性二、对称三相△形连接电路线电流-φZ-φZ-φZ(1)相电流对称

线电流对称(2)线电流Il=相电流的倍：(3)线电流相位=滞后对应相电流相位30

3.电流特性二、对称三相△形连接电路-φZ-φZ-φZ例：试求负载端的线电压、线电流和负载中的相电流。解：二、对称三相△形连接电路例：试求负载端的线电压、线电流和负载中的相电流。解：二、对称三相△形连接电路例：试求负载端的线电压、线电流和负载中的相电流。解：二、对称三相△形连接电路第三节对称三相正弦交流电路的功率一、对称三相功率的基本概念二、对称三相电路的功率分析三、对称三相电路的分析与计算一、对称三相功率的基本概念单相有功功率：功率因数：是指单相功率的功率因数单相无功功率：单相视在功率：对称三相电路的各相功率相等对称三相电路功率的基本计算式二、对称三相电路的功率分析Y形连接△形连接对称三相电路功率的基本计算式二、对称三相电路的功率分析复功率视在功率例1：解：三、对称三相电路的分析与计算试求对称三相负载电路的平均功率P、无功功率Q和功率因数。单相复功视在功率解：三、对称三相电路的分析与计算试求对称三相负载电路的平均功率P、无功功率Q和功率因数。三相复功视在功率例1：例2：解：三、对称三相电路的分析与计算当对称三相感性负载工作在额定线电压380V条件下时，其对称三相感性负载的额定有功功率为20kW、额定功率因数cosφ=0.8。当对称三相感性负载接入如图所示电路时，已知输电线阻抗ZL=(2+j8)Ω，对称三相电源相电压为220V。试求如图所示电路中，感性负载端的线电压和电源端的功率因数。例2：解：三、对称三相电路的分析与计算试求如图所示电路中，感性负载端的线电压和电源端的功率因数。三相感性负载Y形连接等效单相电路Y形连接等效单相电路解：三、对称三相电路的分析与计算三相感性负载Y形连接等效单相电路因为是感性负载，所以阻抗ZY为在额定值工作条件下，设对称三相负载为Y形连接电路，其A相额定相电压为例2：解：三、对称三相电路的分析与计算试求如图所示电路中，感性负载端的线电压和电源端的功率因数。Y形连接等效单相电路负载端的相电压例2：解：三、对称三相电路的分析与计算试求如图所示电路中，感性负载端的线电压和电源端的功率因数。电源端的功率因数感性负载端的线电压负载端的相电压第四节安全用电简介一、电击与预防二、接地与接零安全用电简介

“安全用电”主要是指“人身安全”和“设备安全”，特别是在三相交流电及电器用电时，安全用电是要注意的一个重要问题。

当人身体触摸电压形成电位差时，人的身体则提供了一条电流通路，而电流会对人体产生电击，造成触电者受伤甚至死亡；当电气设备因超过其额定值的电压或其他原因发生故障时，不仅会损坏设备，而且可能会引起火灾，甚至危害人的生命。一、电击与预防1.电击

电击：指电流通过人体，使人体内部器官组织受到损伤。即通过人体的电流（注意:不是电压）是产生电击的原因。

电流对人体的影响取决于电流的大小和电流流过人体的路径，流经人体的电流越大，伤害的程度就越严重，使人致命的电流约为50

mA。触电伤害的程度还与电源的频率有关，当电源频率为40～60Hz时，电流对人体的伤害程度最为严重。电伤：指在电弧作用下，对人体外部的灼伤。一、电击与预防1.电击人体电阻一般为10～50kΩ，并与测量部位和皮肤潮湿程度等有关。(1)当皮肤处于潮湿状态时，人体电阻为1kΩ左右；(2)当皮肤受损伤时，人体电阻为100Ω左右。(3)注意：人体触电时人体电阻值不是固定的，会随着电压和触电时间的增加而减小。一、电击与预防2.安全预防措施（1）在操作电子设备和电气装置时，根据用电环境的不同，我国规定的安全电压为：①在木板或瓷块结构等危险性较低的建筑物中，规定为36

V；②在钢筋混凝土结构等具有危险性的建筑物中，规定为24

V；③在化工车间、金属结构等危险的建筑物中，规定为12

V。一、电击与预防2.安全预防措施（2）为了防止人身触电事故的发生，要求供电人员和用电人员要严格遵守安全操作规程：

①一般不允许带电作业（高压带电作业例外，它有专用安全设施、操作规程和批准程序）。

②停电作业时，电气设备和线路的两端要求三相用导线短路并接地，停电设施要有醒目的不准合闸的警告牌。

③

电气设备要严格按有关安全标准的要求进行接地和接零保护。二、接地与接零接地：将电气设备的任何部分与大地做良好的电气连接。按接地的目的不同，主要可分为三种：

工作接地、保护接地和保护接零。二、接地与接零(1)工作接地

为保证电力系统安全正常运行，将三相电源的中点接地。工作接地目的是：（1）降低触电电压。（2）迅速切断故障设备。（3）降低电气设备对地绝缘水平。二、接地与接零(2)保护接地将正常情况下不带电的电气设备的金属外壳接地。保护接地多用于电源中点不接地的低压系统及高压电气设备。二、接地与接零(3)保护接零电气设备的金属外壳或金属构架与零线相接。保护接零适用于中点接地的低压系统。

对于中点接地的三相四线制系统，只能采取保护接零而不能采用保护接地二、接地与接零(4)特殊设备的接地与接零（1）矿井和坑道中的电气设备一般不允许采用中点接地系统，所有电气设备的外壳均应接地。

为确保安全，设备常装设故障自动切除