三相电路功率.ppt

1、第五章:三相电路,三相电源的连接,本章内容:,三相电路中电压、电流和功率,对称三相电路的特点和计算,不对称三相电路的计算,三相电压电流的对称分量,5.1对称三相正弦量,三个频率相同,有效值相同,相位互差120的正弦电压(或电流)。,对称三相正弦量：,Z,C,Y,B,X,A,u,瞬时值表达式,相量表达式,波形图,X,A,120,Z,C,Y,B,120,2,120,120,120,三相电源中,各电压达到同一,量值的先后次序称为相序。,正序,负序,ABC,ACB,对称三相正弦量,相量图,120,120,120,对称三相正弦量的特点:,5-2三相电源和三相负载的连接,二、三相电源的连接,1.星形连接,

2、A,B,N,C,相电压:,端线到中线之间的电压。,有效值UP,线电压:,两端线之间的电压。,有效值UL,线电压与相电压的关系,30,2,三相电源和三相负载的连接,相电压对称时，线电压的有效值等于,分别比对应的相电压超前30。,相电压有效值的 倍，线电压的相位,如果,则,N,A,B,C,3,三相电源和三相负载的连接,2.三相电源的三角形连接,A,B,+,+,+,C,A,B,C,线电压就是相电压,三角形闭合回路中总电压为零,若一相绕组反接(C相),回路电压为一相的两倍,内部环流将会很大,4,三相电源和三相负载的连接,二、三相负载的连接,1.三相负载的星形连接,B,C,A,N,ZA,ZC,ZB,线电

3、流:,流过端线的电流。,相电流:,流过各相负载的电流。,线电流等于相电流。,表示为,中线电流:,三相四线制 (Y/Y0),三相三线制 (Y/Y),流过中线的电流。,5,三相电源和三相负载的连接,2.三相负载的三角形连接,A,B,线电流与相电流的关系,如果三相电流对称,30,线电流之和为零,三相负载接电源时的实际线路图,照明电路,星形连接电动机,三角形连接电动机,(一),练习,例5-1 如图所示电路中,加在星形连接负载上的三相电压对称,线电压为,380V。试求（1）三相负载每相阻抗为ZA=ZB=ZC=17.3+j10 时各相电,流和中线电流; (2)断开中线后的各相电流; (3)仍保持有中线,但

4、ZC改为,20时各相电流和中线电流。,解 (1)由于三相电压对称,各相电流为,(二),练习,（2）由于三相电流对称,中线电流为零,断开中线时三相电流不变。,中线电流为,（三）,练习,例5-2 将上例中的负载该为三角形连接，接到同样电源上。试求：,（1）负载对称时各相电流和线电流；（2）BC相负载断开后的,各相电流和线电流。,A,B,C,各相电流为,各线电流为,（四）,练习,5.3 对称三相电路的特点和计算,对称三相电路:,三相电源对称,三相负载对称,三根端线的线路阻抗相同,一、三相负载Y形连接的对称三相电路,2,对称三相电路的计算,中线电流,负载相电压,线电流,负载端线电压,N,A,B,C,A

5、,C,B,3,对称三相电路的计算,对称三相电路的特点:,2.各相电流仅由各相电源电压和各相阻抗决定。,1.中线不起作用。,3.三相电路可归结为一相来计算，将N、N两点短接，其余两相的,电压和电流根据对称性推出。,4.负载作三角形连接时,可等效为Y形连接,不论电源如何连接,都可,虚拟为星形连接,求出对称的相电压,再归结为单相进行计算.,N,一,练习,例5-3 线电压为380V的三相对称电源供给两组对称负载,如图所示,星形连接负载每相阻抗为Z1=12+j16 ,三角形连接负载每相阻抗,为Z2=48+j36,每根导线阻抗为Zl=1+j2。试求各相负载的相电,流、线路中的电流、每相阻抗的功率及电源的功

6、率。,解 把三角形连接负载化为等效星形连接负载,二,练习,电源可看成星形连接,设相电压为,总阻抗为,三,练习,其它各相电流可按对称情况推出,星形连接负载的功率,三角形连接负载的功率,电源的功率,一台三相感应电动机作Y形连接,每相等效阻抗 Z=7.6+j5.7，每根,端线的线路阻抗 Z1=0.4+j0.3 ,接在线电压为380V的对称三相电源,四,上求: (1) 线电流 ; (2) 负载端电压。,解,线电流,练习,五,(2)负载相电压,(3)负载端线电压,N,A,B,A,C,B,36.9,C,练习,六,如图所示是一对称三角形负载中的一相,每相阻抗为19.2+j14.4,接在线电压为380V的对称

7、三相电源上。求（1）线电流; (2)相电,流；（3）负载端电压。,（2）负载相电流,（3）负载端电压,练习,5.4不对称三相电路的计算,三个相电流(线电流),应用弥尔曼定理得,各相负载相电压,不对称三相电路的计算2,中线电流,称为中性点位移,则,A,C,B,N,N,当负载对称时,当负载对不称时,在三相三线制中,ZN=,中点位移最大。,如ZN=0,无中性点位移。,一,练习,例5-4 如图所示为一相序测定器，它是一个简单的星形连接的不,对称电路，其中A相接入电容，B、C相接入瓦数相同的灯泡。设,1/c=R=1/G，电源是对称电压，如何根据两灯泡承受的电压确,定相序？,A,B,C,N,N,二,练习,

8、例5-5 三相电塬电压对称,三相对称负载作星形连接,试用位形图分,析: (1) A相负载短路; (2) A相负载开路时各相电压的变化情况。,（1）A相负载短路ZA=0,B,C,N,N,A,三,练习,四,（2）A相负载开路ZA,B,C,N,A,N,练习,五,练习,六,练习,例5-6 有一星形连接的三相对称负载接到不对称的三相电源,无中,线,三个线电压 为已知, 每相负载导纳为Y,如图,所示,试画出电压位形图,以求取三相负载的相电压。,A,B,C,N,不对称三相电路的计算,综合以上分析,可以归纳为:,1.不对称Y形三相负载,必须连接中性线,而且为防止中性线断开,中性,线必须有足够的机械强度，不允许

9、装开关和熔丝。,2.有单相负载组成不对称Y形三相负载，安装时总是力求各相负载接,近对称，中性线电流一般小于各线电流，中性线导线可以选用比三根,端线小一些的截面。,3.因为中性点有位移，即使电源中性点N接地（中性线叫作零线），,但负载中性点N与大地电位不相等，因此零线不能称为地线。,5-5三相电路的功率,一、有功功率、无功功率、视在功率,1.有功功率,在对称三相电路中,Y形连接时,形连接时,2.无功功率,3.视在功功率与功率因数,功率因数,在对称三相电路中,在对称三相电路中,2,三相电路的功率,二、对称三相电路中的瞬时功率,对称三相制的瞬时功率是一个常量,其值等于平均功率。,它们的和为,3,三相

10、电路的功率,例5-7 有一三相负载，每相等效阻抗为29+j21.8,试求下列两种情,况下的功率; (1)连接成星形接于Ul =380V三相电源上; (2) 连接成三,角形接于Ul=220V三相电源上。,解 （1）三相负载接成星形,（2）三相负载接成三角形,4,三相电路的功率,例5-8 两组对称感性负载并联运行，一组负载接成三角形，功率为,10KW，功率因数为0.8;另一组接成星形,功率为7.5KW,功率因数为,0.88。电源到负载的传输线每根阻抗为Z1=0.2+j0.3,如果电源是对,称的,且负载的线电压为Ul=380V,试求电源的线电压。,解 可归结为一相计算,5,三相电路的功率,三、三相功

11、率的测量,1.三功率表法,适应三相四线制电路,2.两功率表法,两功率表法适应三相三线制电路,在三相三线制电路中,6,三相电路的功率,三相平均功率,两功率表读数之和,两功率表读数为,7,三相电路的功率,例5-9 用双功率表法测量对称三相负载(负载阻抗为Z)的功率,设电源线,电压为380V,负载接成星形。在下列几种情况下，试求每个功率表的读,数和三相功率：（1）Z=8+j6；（2）Z=10；（3）Z=5+j10。,（3）当负载阻抗为Z=10,（1）当负载阻抗为Z=8+j6时,8,三相电路的功率,（3）当负载阻抗为Z=5+j10,5.6三相电压和电流的对称分量,一、三相制的对称分量,在三相电路中,凡

12、是量值相等、频率相同、相位差彼此相等的三个,正弦量就是一组对称分量。,1. 正序对称分量,2,2. 负序对称分量,三相电压和电流的对称分量,3. 零序对称分量,3,三相电压和电流的对称分量,将三组同频率的对称分量相加,可得到一组同频率的不对称三相正弦量,4,三相电压和电流的对称分量,任意一组同频率的不对称三相正弦量(如电压或电流)都可分解为,三组频率相同、相序不同的对称正弦量，即对称分量。,（一）,练习,将星形连接对称三相负载A相短路后三相负载的相电压分解成对称分量,解 三个负载的相电压为,零序、正序、负序对称分量为,5,三相电压和电流的对称分量,二、三相制对称分量的一些性质,三线制电路的线电流中不含零序分量。如果三线制电路的线电流不,对称，线电流中含有了零序分量。,中线电流等于线电流的零序分量的三倍。,线电压中不含零序分量。如果线电压不对称，线电压中含有负序分量。,一组不对称三相正弦量中，某一相的量为零，其各序分量不一定都为零。,（二）,练习,例-11 不对称星形连接负载的各相组抗分别为ZA=3