电工电子技术基础课件：三相交流电路

电工电子技术基础

三相交流电路

教学目标三相交流电路1.了解三相电产生原理，理解三相电对称性特点。2.理解对称三相负载星形联结和三角形联结时线电压与相电压、线电流与相电流关系。3.掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载连接方法，了解中性线作用。4.掌握对称三相电路电压、电流及功率计算。5.了解安全用电重要性及注意事项。电工电子技术基础第一节三相电源第二节三相负载的联结第三节三相功率第四节安全用电本章目录三相交流电路电工电子技术基础

思政引例三相交流电路下一页上一页章目录不畏浮云遮望眼，自缭身在最高层。——王安石电工电子技术基础思政引例

自从19世纪末俄罗斯学者多利沃多布罗沃利斯基始创三相电以来，三相电路就一直占据着交流电力系统大部分领域。在生产和生活中，会发现采用三相四线制供电的同一栋楼内的灯有某一层或几层彻底熄灭，其他层灯却能正常工作。有时会发现某几层的灯突然暗下来，其他层灯能够正常工作。有时还会发现某几层的灯彻底熄灭，而另外几层的灯均暗下来等不正常的现象。发生故障的原因是什么？如何解决？。电工电子技术基础

相比于工业和民用供电系统，飞机对于发电设备的重量、体积、结构、效率及电动机启动、力矩、可靠性等有更高要求，因此交流供电系统飞机目前基本上都采用三相制。本章介绍三相电源的星形和三角形联结出发，引出相线、中性线、相电压和线电压概念，导出相电压和线电压关系。由于负载有对称和不对称之分，分析三相三线制和三相四线制接法，介绍三相交流电分析方法；最后介绍安全用电基本知识，为理解电能产生、传输、变换和安全使用打下基础。

电工电子技术基础一、三相电源产生三相交流电路——三相电源工作原理:4.1三相电源动磁生电

三相交流发电机示意图定子转子

三相绕组所产生的三个电压具有三个特征：最大值相等,频率相同,相位依次互差120°。对称三相电压下一页上一页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相电源下一页上一页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相电源下一页上一页章目录电工电子技术基础相量表示三相交流电路——三相电源其瞬时值表达式如下这组电压可用三个电压源、、表示。下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础U1U2U1U2定子转子uOuU360°•三相交流电路——三相电源转子从竖直位置顺时针旋转,U相绕组输出电压的产生过程(c)感生电流(b)动磁场(d)U相电压的波形图(a)三相交流发电机示意图下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础uO三相交流电路——三相电源对称三相电源的特点:瞬时值之和为0即或(a)对称三相电源的波形图(b)对称三相电源的相量图uwuUuv360°•120°•240°•下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相电源相序供电系统三相交流电的相序为顺序。

任意两相序对调，就变成负序或逆序。若无特别说明，三相电源均指正序。

三相电源中每相电压依次出现正幅值的顺序正序（顺序）负序（逆序）U

V

WU

W

V下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相电源下一页上一页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相电源下一页上一页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相电源1.联结方式相线(端线、火线)二、三相电源星形联结相电压：相线与中性线之间的电压线电压：相线与相线之间的电压中性线(零线、地线)相电压线电压下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相电源设2.线电压与相电压关系相电压线电压根据KVL定律电源Y形联结时，线电压是相电压的倍，且超前相应的相电压30°，三相线电压也是对称的。则下一页上一页节首页章目录相电压线电压电工电子技术基础三相交流电路——三相电源相量图30°三相电源星形联结相量图相电压线电压°=120PUWU&°=0PUUU&°120-=PUVU&下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相电源下一页上一页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相电源下一页上一页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相电源下一页上一页章目录电工电子技术基础三角形联结的三相电源，其线电压等于相应的相电压。由图可得三、三相电源三角形联结三相交流电路——三相电源结论下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相电源下一页上一页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相电源下一页上一页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相电源下一页上一页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结4.2三相负载的联结三相负载不满足ZA=ZB

=

ZC如由单相负载组成的三相负载满足ZA=ZB=

ZC，如三相电动机1.分类只需一相电源供电，如家用电器等负载需三相电源同时供电，如三相电动机等2.三相负载的联结方法:

星形和三角形接法一、三相负载三相负载单相负载对称三相负载不对称三相负载下一页上一页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结

3.三相负载联接原则:电源提供的电压=负载额定电压单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。电源保险丝三相四线制380/220V

额定相电压为220V的单相负载

额定线电压为380V的三相负载ABCN下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结线电流相电流线电流=相电流1.联结形式二、负载的星形联结a.三相四线制三相四线制三相三线制特点下一页上一页节首页章目录流过每相负载的电流流过端线的电流电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结(1)负载三相四线制联结三相电路计算3)线电流＝相电流4)中性线电流负载Y联接带中性线时,可将各相分别看作单相电路计算。1)负载端的线电压＝电源线电压2)负载的相电压＝电源相电压下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结(2)不对称负载三相四线制联接三相电路计算

三相电源对称，三相负载不对称，各相负载中电流表达式：下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结(3)对称负载三相四线制联结三相电路计算

由于三相电源是对称的，联接的三相负载也是对称的，因此三相电流也是对称的。设则下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结根据相量形式的欧姆定律负载对称时,中性线可省掉负载对称时，只需计算一相电流，其他两相电流可根据对称性直接写出。中性线电流下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础b.负载三相三线制联结三相交流电路——三相负载的联结+-线电流=相电流特点线电流相电流下一页上一页节首页章目录流过每相负载的电流流过端线的电流电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结（1）负载三相三线制联结三相电路计算根据结点电压法可得等效电路图根据KVL可得WI&VI&UI&WWNNZUU&&+=¢VVNNZUU&&+=¢UUNNZUU&&+=¢下一页上一页节首页章目录+-电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础

图中所示的对称三相电路中，端线阻抗,负载每相阻抗

,电源线电压有效值为380V,求负载各相电流、每条端线中的电流，负载各相电压。三相交流电路——三相负载的联结下一页上一页节首页章目录[例题]电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结由已知，得

由于负载对称，所以可以单独计算一相。一相电路如图所示。下一页上一页节首页章目录[解]电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结根据对称性，有U相负载相电压为

下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础

图示所示，电源电压对称，相电压V，负载为电灯组，电灯的额定电压为220伏。其电阻分别为,,。三相交流电路——三相负载的联结下一页上一页节首页章目录[例题]电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结⑴负载相电压、相电流及中性线电流；求：⑶相短路而中性线又断开时各相负载的相电压和相电流；⑵相短路而中性线未断开时各相负载的相电压和相电流；⑷相断开而中性线未断开时各相负载的相电压和相电流；⑸相断开而中性线又断开时各相负载的相电压和相电流。下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础中性线电流三相交流电路——三相负载的联结⑴各相负载中流过的电流下一页上一页节首页章目录[解]电工电子技术基础⑵U相短路，中性线又未断开时，由于短路电流极大，将U相中熔断器熔断，因此U相中无电流流过。V相和W相未受影响，即三相交流电路——三相负载的联结下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础

⑶U相短路，中性线又断开时，负载的中性点即为点U，各相负载的相电压为电灯组上所加的电压已超过电灯的额定电压，这是不允许的。三相交流电路——三相负载的联结下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础⑷U相断开，中性线又尚未断开时,V、W相未受影响。三相交流电路——三相负载的联结下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础

⑸U相断开，中性线又断开时，该电路已成为单相电路。相电压低于电灯额定电压三相交流电路——三相负载的联结相电压高于电灯额定电压下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结2）中性线的作用就在于使星形联结的不对称负载承受对称的相电压，因此，中性线上不能安装熔断器或闸刀开关。总结1）负载不对称而又没有中性线时，负载的相电压就不对称。我们要求三相负载的相电压必须对称。下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三、负载的三角形联结三相交流电路——三相负载的联结线电流

流过相线的电流相电流流过每相负载的电流下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结

2.相电流1.负载相电压=电源线电压不论负载是否对称，负载相电压始终对称,即设相电流

则

由于负载相电压是对称的，故相电流也是对称的。当负载对称时，即，下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结3.电源的线电流线电流不等于相电流对称下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相负载的联结30°30°30°

当负载不对称时，只能逐相分别进行计算，不可直接套用倍数关系。相量图

当负载对称时，线电流的有效值是相电流有效值的倍，在相位上，相电流的相量超前线电流的相量。下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础四、三相负载的联接原则负载的额定电压=电源的线电压三角形联结负载的额定电压=

电源线电压星形联结

使加于每相负载上的电压等于其额定电压，与电源的联结方式无关。三相交流电路——三相负载的联结下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础4.3三相功率第5章三相交流电路——三相电路的功率三相交流电路——三相功率

无论负载为星形或三角形联结，三相负载总的有功功率等于各相有功功率之和，即一、三相电路的功率计算当负载对称时每相负载的相电压每相负载的相电流每相负载功率因素下一页上一页章目录电工电子技术基础第5章三相交流电路——三相电路的功率三相交流电路——三相功率下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础第5章三相交流电路——三相电路的功率三相交流电路——三相功率下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础第5章三相交流电路——三相电路的功率三相交流电路——三相功率下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础第5章三相交流电路——三相电路的功率三相交流电路——三相功率对称负载三角形联结时

对称负载星形联结时同理负载相电压与相电流的夹角仅适用于对称负载下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础

图示电路中，电源的线电压对称，有效值为380V，试求下列几种情况下的相电流、线电流及功率。三相交流电路——三相功率(1)

；(2),;

(3)

，，；(4)U相保险丝烧断，但。下一页上一页节首页章目录[例题]电工电子技术基础

，可知三相电路的负载是对称的，所以只需求一相的相电流。相电流为

三相交流电路——三相功率设:线电压(1)由下一页上一页节首页章目录[解]电工电子技术基础线电流为三相总有功功率为

三相交流电路——三相功率下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础

(2)当，时，三相交流电路——三相功率相电流相当于U、W断路，此时下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相总的有功功率三相交流电路——三相功率线电流下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础

(3)当，，时，相电流和线电流分别为三相总的有功功率三相交流电路——三相功率线电流相电流下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础(4)U相保险丝烧断，，得三相交流电路——三相功率三相总的有功功率

线电流相电流下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础

当使用工业用三相电阻炉时，常采取改变电阻丝的接法来调节加热温度。今有一台三相电阻炉，其每相电阻为8.68，试计算：(1)当线电压为380V时，电炉联成三角形和星形的功率各是多少？(2)当线电压为220V时，电炉联成三角形的功率是多少？

三相交流电路——三相功率

(1)当线电压为380V时若负载为三角形联结，则

相电流三相总的有功功率为

下一页上一页节首页章目录[解][例题]电工电子技术基础若负载为星形联结，则相电流分别等于线电流，即

三相总的有功功率为⑵当线电压为220V，负载为三角形时，相电流为三相交流电路——三相功率三相总的有功功率为下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础结论三相交流电路——三相功率1)同样大小的电源电压下，三角形联结消耗的功率是星形联结的3倍。2)电源电压为220V时（线电压），负载常用三角形联结；电源电压为380V时（线电压），负载常用星形联结，这样两种情况的功率是一样的。下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础三相交流电路——三相功率二、三相电路功率测量

在三相三线制电路中，不论对称与否，都可以使用两个功率表的方法测量三相功率,两只功率表读数的代数和就是三相电路的总功率二瓦计法不适合于三相四线制电路。即二瓦计法。注意下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础4.4安全用电一、安全用电常识触电电伤电击皮肤金属化电烙印电灼伤1.电流对人体的危害触电对人体危害程度的有关因素包括以下几个：电流强度

电流频率

通电时间

作用于人体的电压

触电因人体接触或接近带电体所引起的局部受伤或死亡的现象。只是人体外部受伤伤及内部器官三相交流电路——安全用电下一页上一页章目录电工电子技术基础2.人体的触电方式

按照人体触及带电体的方式和电流通过人体的路径，常见的触电类型：单相触电

跨步电压触电

两相触电

3.触电急救及触电预防

触电急救的第一步是使触电者迅速脱离电源，第二步是现场救护。根据触电者受伤害的轻重程度，采取相应的抢救措施。

三相交流电路——安全用电下一页上一页节首页章目录电工电子技术基础二、保护接地和保护接零

将电气设备在正常情况下不带电的金属外壳或构架与大地之间做良好的电气连接。

保护接地用于中性点不接地的低压线路系统中，且接地电阻不得大于。1.