电工与电子技术第3章详解

第3章

三相正弦交流电路

电工技术第三章三相电路

3.1三相交流电源3.2三相负载的连接3.3三相电路的功率3.4安全用电星形连接三角形连接第三章三相正弦交流电路序：上一章讨论的单相正弦交流电路，是三相正弦交流电路中的一相。目前世界上电力系统的供电方式，绝大多数采用的是三相制。所谓三相制，是由三个频率、大小相同,相位不同的正弦交流电压源作为电源的供电体系。简称三相交流电源。3.1三相交流电源

3.1.1、三相电源的产生三相交流发电机的构造：定子、转子。定子三个定子线圈完全相同，空间位置互差120度。AXYBZC转子AYBZXC转子转子线圈通直流，并由机械力带动匀速转动。AYBZXC定子SN+-转子磁通按正弦规律分布/v_show/id_XMTI4MTg0Nzc2.html?from=y1.2-1-87.3.5-1.1-1-1-4三相交流发电机视频地址：三相电动势特征：三相对称电动势－－大小相等，频率相同，相位互差120º。三相电源的产生转子AYBZSNXC+-定子•

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AXYCBZSN三相电动势相序：三相交流电动势依次出现正的最大值的顺序,称为三相电源的相序。A-B-C称为正（顺）相序。Em三相电动势EmAXYBZOC（中线或零线）（端线或相线）（端线或相线）（端线或相线）相电压：端线与中线间的电压。线电压：端线与端线间的电压。三相四线制uAOuBOuCOuABuBCuCA中点O：X、Y、Z的公共点（与大地相接时称地线）星形(Y)联接二、三相电源的联接相电压瞬时值表示式：线电压：三相电源的星形(Y)联接AXYBZOCuAOuBOuCOuABuBCuCA设：线电压三相电源的星形(Y)联接线电压与相电压的关系：三相电源的星形(Y)联接为线电压为相电压，日常生活与工农业生产常用电压等级:3.2三相负载的连接

三相负载（如三相交流电动机、三相变压器等）三相电路的负载单相负载（如家用电器、实验仪器、电灯等）

*工农业生产及生活用电多为三相四线制电源提供，负载接入电源的原则，应视其额定电压而定。三相电路的负载AB电源CO保险丝额定电压是220伏的单相灯负载，应接相电压.额定电压是380伏的单相负载,应接线电压.额定电压是380伏的三相电动机负载，应接三根火线上。220v三相负载380v如：若大量使用单相负载（如电灯）时，应均匀分配在三相，不能集中在一相。此种接法为负载的星形联接。三相电路的负载AXYBZOC电源3、4层楼ZACB.........1、2层楼5、6层楼一、负载的星形联接相电流：线电流：三相四线制ACBOZ1Z3Z2相电流=线电流1、负载对称ZZZ特征：（中线电流为0）既然，是否可以取消中线？星接三相四线制－对称负载ZZZZZZ负载三相三线制负载三相四线制求：各相电流?已知：每相负载为：电源电压对称，且：例题1星接三相四线制－对称负载ZZZ解：以A相为例ZZZ例题1根据对称关系，可得例题1ZZZ电源负载星形联接2、负载不对称ACBOXYZ负载Z1Z3Z2负载星接:负载的额定电压等于电源的相电压。思路：（

已知）由负载星接（不对称）思路：解题步骤：Z1Z3Z2负载例题2求：各相、线及中线电流。解：1、各相电压负载星接（负载不对称）已知：R、L、C及三相线电压。RACBOLC2、相电流例题2RACBOLC例题23、线电流：4、中线电流：RACBOLC负载星形联接电源ACBOXYZ负载Z1Z3Z2思考已知：分析：

各电阻上的电压负载不对称且无中线的情况Z1Z2Z3已知：分析：

各电阻上的电压Z1Z2Z3其中：Z1分析：

各电阻上的电压其中：Z11、负载不对称又没有中线时，负载上相电压出现不对称，有可能超过用电器的额定电压，这是不允许的。2、中线的作用，在于使星接不对称负载的相电压保持对称；为了保证负载上相电压对称，中线在运行中不允许断开（中线上不允许接保险丝）。综上负载星形联接ACBo保险丝中线电源端负载端正确的接法：负载星形联接复习1、三相对称电源的相电压、线电压？2、负载星形连接的相电流、线电流？二、负载的三角形联接相电流：ACB负载三角形联接：负载的额定电压等于电源的线电压。负载的三角形联接线电流：感性负载当负载对称时，线/相电压、线/相电流都对称。ACB负载的三角形联接感性负载线/相电流一般关系式：ZZZABCabc+–+–+–已知对称三相电源的线电压为380V，对称负载Z＝10030求线电流。解一由对称性，得取A相求相电流-+BbZAa例题3Y-Y总结3.1三相交流电源3.2三相负载的连接对称三相电路（Y-Y三相四线制、三相三线制)3、对称时，各相电压、电流都是对称的。只要算出一相的电压、电流，则其它两相的电压、电流可按对称关系直接写出。∴可以归结为单独一相的计算1、

电源中点与负载中点等电位。2、中线电流为零。∴没有中线Y-Y总结3.1三相交流电源3.2三相负载的连接不对称三相电路（Y-Y三相四线制)不对称时，各相电压对称，电流不对称的。需分别计算

电源中点与负载中点电位不等。不对称三相电路（Y-Y三相三线制)Y-∆总结3.1三相交流电源3.2三相负载的连接(2)

相电流对称，则线电流也对称(4)线电流相位落后对应相电流30o

(1)负载两端的电压等于对应的电源的线电压参考方向对称三相电路（Y-∆)3.3三相电路的功率

一般关系式：对称负载：有功功率星形接法对称负载：三相电路的功率ZZ注意：角仍然是相电压与相电流间的夹角！三角形接法对称负载：三相电路的功率ACB依照相同的方法可得三相对称负载电路的无功功率及视在功率：三相对称负载三相电路的功率有功功率：无功功率：视在功率：例题4ACB已知：求：解：1、星接负载线电流：例题4ABC解：2、三角形负载是电阻。相电流与负载的相电压同相；线电流比相电流大倍，相位落后。例题4ACB解：3、求三相对称负载作三角形联结，UL

=220V，当S1、S2均闭合时，各电流表读数均为17.3A，三相功率

P=4.5kW，试求:

1)每相负载的电阻和感抗；

2)S1合、S2断开时,各电流表读数和有功功率P；

3)S

1断、S

2闭合时,各电流表读数和有功功率P。ZCAAAAS1S2ZABZBCCAB例题5或：P=I2RP=UIcos

tg

=XL/R解：(1)由已知条件可求得ZCAAAAS1S2ZABZBCCAB2)S1闭合、S2断开时

IA=IC=10AIB

=17.32A流过电流表A、C的电流变为相电流IP，流过电流表B的电流仍为线电流IL。因为开关s均闭合时

每相有功功率P=1.5kW

当S1合、S2断时，ZAB、ZBC

的相电压和相电流不变，则PAB、PBC不变。P=PAB+PBC

=3kWS1AAAS2ZABZCAZBCCABIB

=0A3)S1断开、S2闭合时变为单相电路ZABZBCZCAACI1I2

I1仍为相电流

IP

，

I2

变为1/2

IP

。

IA=IC

=10A+5A=15A

I2

变为1/2

IP，所以AB、BC

相的功率变为原来的1/4

。

P=1/4PAB+1/4PBC+PCA

=0.375W+0.375W+1.5W

=2.25kWAAAS1S2ZABZBCZCAABC

某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼所有电灯都突然暗下来，而第一层楼电灯亮度不变，试问这是什么原因？这楼的电灯是如何联接的？同时发现，第三层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些，这又是什么原因？解:(1)本系统供电线路图P

三层二层ABCN–+一层思考题三相交流电路小结对称负载：（不论星接角接）电压对称、电流对称，只需计算一相不对称负载：每相分别计算。星形接法三角形接法电源对称负载第3章

三相电路结束三相电路习题一、选择题：1．已知对称三相电源的相电压uA=10sin(ωt+60°)V，相序为A─B─C，则当电源星形联接时线电压uAB为（）V。A.17.32sin(ωt-30°)B.10sin(ωt+90°)C.17.32sin(ωt+90°)

D.17.32sin(ωt+150°)√2.对称三相电动势是指（）的三相电动势。A．电压相等、频率不同、初相角均120°B．电压不等、频率不同、相位互差180°C．最大值相等、频率相同、相位互差120°√3.三相负载对称的条件（）。A.每相复阻抗相等

B.每相阻抗值相等C.每相阻抗值相等,阻抗角相差120°D.每相阻抗值和功率因数相等√4.三相对称电路是指（）A、三相电源对称的电路；B、三相负载对称的电路；C、三相电源和三相负载均对称的电路。√5．若要求三相负载中各相电压均为电源相电压，则负载应接成（）。A.三角形联接

B.星形无中线C.星形有中线

√6．若要求三相负载中各相电压均为电源线电压，则负载应接成（）。A.星形无中线B.星形有中线C.三角形联接√7．三相对称负载作三角形连接时（）。A.，B.，C.不一定D.都不正确√8．三相对称负载作星形连接时（）。A.，B.，C.不一定D.都不正确√9．对称三相交流电路，三相负载为△连接，当电源线电压不变时，三相负载换为Y连接，三相负载的相电流应（）。A.减小B.增大C.不变。√10．已知三相电源线电压UL=380V，三角形联接对称负载Ｚ＝(6+j8)Ω。则线电流

=（）A。A.

B.

C.38D.22√11．对称三相交流电路中，三相负载为△连接，当电源电压不变，而负载变为Y连接时，对称三相负载所吸收的功率（）。

A.减小，B.增大，C.不变。√12.三相不对称负载的星形联接，若中性线断开，电流、电压及负载将发生（）。A．电压不变，只是电流不一样。负载能正常工作。B．电压不变，电流也不变。负载正常工作。C．各相电流、电压都发生变化，会使负载不能正常工作或损坏。D．不一定电压会产生变化，只要断开负载，负载就不会损坏。√13.在三相四线制中,当三相负载不平衡时,三相电压相等,中性线电流(

)。A.等于零

B.不等于零C.增大

D.减小√14.在三相四线制的中线上，不准安装开关和熔断器的原因是（）。A.中线上没有电缆B.开关接通或断开对电路无影响C.安装开关和熔断器降低中线的机械强度D.开关断开或熔丝熔断后，三相不对称负载承受三相不对称电压的作用，无法正常工作，严重时会烧毁负载。√15．某对称三相负载，当接成星形时，三相功率为

，保持电源线电压不变，而将负载该接成三角形，则此时三相功率为（）。

A.

B.

C.

D.√16.三相电路如上图所示，若电源线电压为220V，则当U相负载短路时，电压表V的读数为（

）V。A.0B.

220C.

380D.

19017.若正常时电流表A读数为10A，则当U相开路时，电流表A的读数为（）A。

A.10B.5

C.D.

D.10√√18.电路如上图所示，已知电源线电压为380V，如果负载V线断开，则断开间电压U0=（）V。A.380B.0C.330D.220

E.以上都不是√19．无论三相电路是Y连接或△连接,当三相电路负载对称时,其总功率为（）A.

B