第8讲三相电路

第8讲三相电路8-1

三相电源8-3

对称三相电路的分析8-2

三相负载8-4

三相功率

三相电路是由三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差1200的正弦电动势作为供电电源的电路。

三相电路的优点：

（1）发电方面：比单项电源可提高功率50％；

（2）输电方面：比单项输电节省钢材25％；

（3）配电方面：三相变压器比单项变压器经济且便于接入负载；

（4）运电设备：具有结构简单、成本低、运行可靠、维护方便等优点。

以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用，是目前电力系统采用的主要供电方式。事实上，电力系统所采用的供电方式绝大多数属于三相制，日常用电是取自三相制中的一相。三相电路实际上是一种特殊的交流电路。正弦交流电路的分析方法对三相电路完全适用。由于三相电路的对称性，可采用一相电路分析，以简化计算。对称三相电源：三个频率相同、振幅相同、相位互差120°的正弦交流电源按一定方式联接而成。NS

AZBXCYNS

AZBXCYNS

AZBXCY一、三相交流电动势的产生AX×eeBY×eeCZ×ee(1)t=0时,A相绕组的感应电动势达到最大。(2)t=120º时,B相绕组的感应电动势达到最大。(3)t=240º时,C相绕组的感应电动势达到最大。8-1三相电源三相交流发电机结构示意图各相绕组中感应电动势的正方向

三相对称电动势uAAXuBBYuCCZt0Um–UmuAuBuC2

uA=UmsintuB=Umsin(t–120°)uC=Umsin(t–240°)

三相对称电动势的幅值相等,频率相同,彼此间的相位差120°。相序A-B-C相量式相量图120°UA•UC•UB•120°120°二.三相电源的连接1.Y连接+-++--NABC(1)相电压相线对中点之间的电压(2)线电压任意两相线之间的电压(3)相电压与线电压之间的关系N中性点相线又称端线，俗称火线中性线有效值用表示UP有效值用表示Ul+-+--NABC三相电源的Y连接结论:(1)线电压也对称;(2)(3)线电压超前先行相相电压30度.30º30º30ºUA•UB•UC•UAB•UB•–UBC•UC•–UCA•UA•–2.三角形连接+-+--ABC+(1)相电压与线电压相等;(2)内部无环流.若有一相接反,则出现2倍相电压.UA•UB•UC•-UA•+-+--+ABC8-2三相负载三相负载分为两种:

对称负载:

不对称负载:三相负载的连接方式有两种:1.星形联结2.三角形联结单相负载：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）三相对称电源+三相对称负载=三相对称电路不满足Z1=Z2

=

Z3三相负载连接原则

（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+UAB_·_UCA+·+UBC_·Z3Z2Z1ABCN+UAN_·_+·UBN+_·UCN·IAN·ICNIBN·IA·IN·IB·IC·三相负载为三相四线制时星形联结。(一)三相负载的星形联结1.线电压与相电压的关系UAB=UAN-UBN···根据KVL定律:若电源电压和负载都对称,则负载的线电压和相电压也是对称的。+UAB_·_UCA+·+UBC_·Z3Z2Z1ABCN+UAN_·_+·UBN+_·UCN·IAN·ICNIBN·IA·IN·IB·IC·UBC=UBN-UCN···UCA=UCN-UAN···相量图线电压对称(大小相等，相位互差120o)一般表示为：30o30o30o结论:负载的线电压和相电压都对称。

Ul=√3UpUl超前于与之对应的Up

3002.相电流与线电流的关系得出:+UAB_·_UCA+·+UBC_·Z3Z2Z1ABCN+UAN_·_+·UBN+_·UCN·IAN·ICNIBN·IA·IN·IB·IC·相电流：流过每相负载的电流线电流：流过端线的电流中线电流：流过中性线的电流◆结论:

若负载对称,相电流和线电流就对称。·∴Ip

=Il·Ip=Il相位相同。讨论:一般中线可不要。必须有中线。1.负载对称时,=02.负载不对称时,≠0(二)三相负载的三角形联结这种连接方法只能是三相三线制。+

UB_+UA_UAB=UBC=_UCA+=UC······Z1Z3Z2ABCIAIBIC···1.相电压与线电压的关系结论：⑴相电压对称、线电压也对称。⑵Up=Ul··+

UB_+UA_UAB=UBC=_UCA+=UC······Z1Z3Z2ABCIAIBIC···得出：2.相电流与线电流的关系由上图可得各相电流：Z1Z3Z2ABCIAIBIC···相量图:根据KCL定律求出线电流:IA•IB•ICA•IAB•IBC•IC•⑴若负载对称，相电流和线电流对称。⑵若负载不对称,由于电源电压对称,故负载的相电压对称,但相电流和线电流不对称。◆结论：Il滞后于与之对应的Ip

30o。

Il=√3Ip既有(三)三相电路

三相电路就是由对称三相电源和三相负载联接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以组成：电源YY△负载电源△Y△负载当组成三相电路的电源和负载都对称时，称对称三相电路。8-3对称三相电路的计算对称三相电路的充要条件(1)电源电压对称;(2)负载复数阻抗相等;(3)三根端线上的线路阻抗相等.一.对称三相四线制的Y-Y系统二.对称三相三线制系统三.较复杂的情况一.对称三相四线制的Y-Y系统+-++--NABCA’N’B’C’+-++--NABCA’N’B’C’负载端的相电压，线电压归为一相的计算方法+--NAA’N’选A相作为参考相:注意：中线阻抗不要记入.二.对称三相三线制系统向三角形负载供电+-+--ABCA’B’C’1.将原电路化成Y-Y系统+-++--NABCA’N’B’C’2.绘出一相电路+--NAA’N’3.计算线电流+--NAA’N’4.原电流中的相电流例.如图对称三相电路，电源线电压为380V，|Z1|=10

，cos

1

=0.6(滞后)，Z2=–j50

，ZN=1+j2

。求：线电流、相电流，并定性画出相量图(以A相为例)。+___++NACBZ1Z2ZNN'+_Z1Z2/3n"Z2/3Z2/3+_Z1根据对称性，得B、C相的线电流、相电流：解：由此可以画出相量图：30o–53.1o–18.4o+_Z1这是变换后的Y形，要返回求Δ形的相电流。(1)将电源等效为Y型连接相电压;(2)将三角型负载化为等效Y型负载;(3)将负载,电源的各中点,用无阻导线相接;(4)绘出一相的电路图,图中的电源为电源相电压。计算其各电压,电流（该电流为线电流）;(5)推算其他两相的电量;(6)求变换之前电路中的电量.小结:1.对称三相电路的平均功率P三相总功率

P=3Pp=3UpIpcos

一相负载的功率UpIpcos

对称三相电路平均功率：注意：

为相电压与相电流的相位差角(阻抗角)，不要误以为是线电压与线电流的相位差。8-4三相电路的功率3.视在功率单相：瞬时功率脉动三相：瞬时功率恒定4.瞬时功率wtp03UpIp

cos

pwt0UIcos

2.无功功率Q=QA+QB+QC=3Qp

例1：有一个三相对称负载，每相负载

R=29Ω，X=21.8Ω，且每相负载的额定电压为

380V。

求:

1.有一个三相星接电源,电压为

380V，负载应如何联结？画出电路图；

2.负载的相电流和线电流?

3.负载所消耗的功率?

4.电源的相电流及线电流？解：1.采取△形联结ZZZ电源负载

Ip

Il上一节返回下一节下一页上一页2.Z=√R2+X2

=36.1Ω∴Ip=UPZ=38036.1A=10.5AIl=√3·Ip=18.2A=9800W3.P=3Up

Ip

cos

cos==0.8RZ上一节返回下一节下一页上一页ZZZ电源负载

Ip

Il4.ISl=Il=18.2AISP=ISl=18.2A求：(1)线电流和电源发出总功率；

解：例:Ul=380V,Z1=30+j40

,电动机PD=1700W,cosj=0.8(滞后)。(1)DABCZ1电动机ZD一相电路：电动机负载：总电流：又解：正误判断对称负载Y联结

+Z2Z3Z1N'N++–––对称负载Y联结

正误判断三相交流电路的小结（1）--三相电源三相三线制三相四线制ACBN三相电源一般都是对称的，而且多用三相四线制接法。CABCAB三相交流电路的小结(2)--三相负载星形负载+UAB_·_UCA+·+UBC_·Z3Z2Z1ABCN+UAN_·_+·UBN+_·UCN·IA·ICIB·IA·IN·I