《电工基础》课件-6三相交流电路的分析

三相交流电路的分析

目前世界上电力系统所采用的供电方式，绝大多数是三相制（three-phasesystem）。三相制与单相制相比较：

1.在发电机尺寸相同的情况下，三相发电机比单相发电机容量大、效率高。

3.使用电时，三相交流电动机比单相电动机性能好，结构简单，便于维护。

2.输送电能时，三相制的用铜量仅为单相制的75%。三相交流电路的分析6.1

三相电源的连接6.2

三相负载的连接6.3

三相电路的功率计算三相电路及安全用电学习模块1三相交流电源的连接主要内容1.了解三相交流电的产生2.掌握对称三相电源的特点及相序的概念；3.掌握对称三相电的星型连接和三角形连接对称三相电的星型连接和三角形连接时线电压、相电压之间的对应关系；重点难点图1三相交流发电机示意图工作原理：动磁生电W2U1U2V2NSW1-+V1•••定子转子一、三相电源1.三相电源的产生工作原理三相电源的产生(尾端)+eAeBeCU2U1V1V2W1W2(首端)++––

–++__eeU1U2•图2三相绕组示意图图3每相电枢绕组一、三相电源1.三相电源的产生工作原理铁芯（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W2U1U2V2NSW1-+V1•••定子转子一、三相电源1.三相电源的产生工作原理相量图波形图u0u1u2u32

120°240°360°三相电源瞬时表示式相量表示U2U1..120°120°120°U3.一、三相电源1.三相电源的产生工作原理最大值相等频率相同相位互差120°称为对称三相电源三个正弦交流电压满足以下特征三相电源瞬时表示式相量表示一、三相电源1.三相电源的产生工作原理对称三相电源的瞬时值之和为0对称三相电源性质：三相电源瞬时表示式相量表示一、三相电源1.三相电源的产生工作原理三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。供电系统三相交流电的相序为U1

V1

W1u0u1u2u32

120°240°360°一、三相电源1.三相电源的产生工作原理中线(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+––++–、UlU1NL2L3L1–+–+–+W1V1第一节三相电源2.三相电源的星形联接联接方式根据KVL定律由相量图可得相量图30°L1NNL2L3+–+–+––+–+–+一、三相电源2.三相电源的星形联接线电压和相电压的关系同理30°一、三相电源2.三相电源的星形联接线电压和相电压的关系–++–+L2L1L3–一、三相电源3.三相电源的三角形联接线电压和相电压的关系学习模块2负载星形联接的三相电路主要内容1.对称负载做星形连接和三角形时相线电流的计算2.不对称负载有中线情况下电流的计算以及中线的作用中线的作用重点难点三相负载不对称三相负载：不满足Z1=Z2

=

Z3如由单相负载组成的三相负载。对称三相负载：Z1=Z2=

Z3

如三相电动机。单相负载：只需一相电源供电如：照明负载、家用电器。负载三相负载：需三相电源同时供电如：三相电动机等。二、负载星形联接的三相电路1.三相负载分类三相负载的联接

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。二、负载星形联接的三相电路1.三相负载联接方式L1L2电源L3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。二、负载星形联接的三相电路1.三相负载线电流：流过端线的电流相电流：流过每相负载的电流IP。结论：负载Y联接时，线电流等于相电流。Y:三相三线制Y0：三相四线制+Z2Z3Z1N'N++–––N电源中性点N´负载中性点二、三相负载的连接2.负载星形联接的三相电路联接方式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3)线电流＝相电流4)中线电流+Z2Z3Z1N'N++–––二、三相负载的连接2.负载星形联接的三相电路负载Y联接三相电路的计算Y0联接时：负载Y联接带中线时,可将各相分别看作单相电路计算+Z2Z3Z1N'N++–––二、三相负载的连接2.负载星形联接的三相电路负载Y联接三相电路的计算负载对称时,中线无电流,可省掉中线。负载对称时，三相电流也对称。+Z2Z3Z1N'N++–––二、三相负载的连接2.负载星形联接的三相电路负载Y联接三相电路的计算负载对称时，只需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出。+Z2Z3Z1N'N++–––二、三相负载的连接2.负载星形联接的三相电路负载Y0联接三相电路的计算例1：N+++–––N

R1R2R3L1L3L2若R1=R2=R3=5，求线电流及中电流若R1=5,R2=10,R3=20,求线电流及一星形联接的三相电路，电源电压对称.设电源线电压。负载为电灯组，流IN;中线电流IN。二、三相负载的连接3.例题三相对称中线电流解：已知：(1)线电流N+++–––N

R1R2R3L1L3L2二、三相负载的连接2.负载星形联接的三相电路(2)三相负载不对称（R1=5

、R2=10

、R3=20

）

分别计算各线电流中线电流二、三相负载的连接2.负载星形联接的三相电路例2：照明系统故障分析L2

NR1R3R2L1L2NL3在上例中，试分析下列情况1.L1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.L1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。例2：照明系统故障分析解:

(1)A相短路1)中性线未断

NRARCRBABNC

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。

在上例中，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。

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+++–––(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)1.不对称负载Y联接又未接中线时，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：保证星形联接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。二、三相负载的连接2.负载星形联接的三相电路结论线电流:流过端线的电流相电流:流过每相负载的电流

、、Z12Z23Z31L1L3L2+++–––二、三相负载的连接3、负载三角形连接线电流不等于相电流1.负载相电压=电源线电压即:UP=Ul一般电源线电压对称，因此不论负载是否对称，负载相电压始终对称,即Z12Z23Z31L1L3L2+++–––相电流：线电流：U12=U23=U31=Ul=UP二、三相负载的连接3、负载三角形连接2.相电流相电流：线电流：Z12Z23Z31L1L3L2+++–––二、三相负载的连接3、负载三角形连接负载对称时,相电流对称，即3.线电流为此线电流也对称，即。

Z12Z23Z31L1L3L2+++–––二、三相负载的连接3、负载三角形连接相量图23123123123130°233.线电流由相量图可求得线电流比相应的相电流滞后30。二、三相负载的连接3、负载三角形连接三相负载的联接原则负载的额定电压=电源的线电压应作

联接负载的额定电压=

电源线电压应作Y联接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接成星形，也可以联接成三角形，而照明负载一般都联接成星形（具有中性线）。二、三相负载的连接3、负载三角形连接学习模块3三相交流电路的功率计算主要内容1.对称三相负载情况下，三相功率的计算方法2.三相功率计算公式中功率因素的正确计算三相功率计算公式中功率因素的正确计算重点难点无论负载为Y或△联接，每相有功功率都应为

Pp=Up

Ip

cosp对称负载

联接时：同理对称负载Y联接时：相电压与相电流的相位差当负载对称时：P=3UpIpcosp三、三相电路的功率三相功率计算例1:有一三相电动机,每相的等效电阻R=29,等效感抗XL=21.8,试求下列两种情况下电动机的相电流、线电流以及从电源输入的功率，并比较所的结果：(1)绕组联成星形接于Ul=380V的三相电源上;(2)绕组联成三角形接于Ul=220V的三相电源上。解:(1)三、三相电路的功率例题解:(2)例1:有一三相电动机,每相的等效电阻R=29,等效感抗XL=21.8,试求下列两种情况下电动机的相电流、线电流以及从电源输入的功率，并比较所的结果：(1)绕组联成星形接于Ul=380V的三相电源上;(2)绕组联成三角形接于Ul=220V的三相电源上。三、三相电路的功率例题(2)比较(1),(2)的结果:有的电动机有两种额定电压,如220/380V。此况下,当电源电压为380V时,电动机的饶组应联接成星角形；当电源电压为220V时,电动机的饶组应联接成三角形。在三角形和星形两种联接法中,相电压、相电流以及功率都未改变，