第3章三相電路2015

1、第第3章章三相交流電路三相交流電路輸輸電電線線路路 3.2 3.2 三相負(fù)載三相負(fù)載 2. 2. 三相交流電源的聯(lián)接三相交流電源的聯(lián)接3.1 3.1 三相電源三相電源3.3 3.3 三相電路的功率三相電路的功率1. 1. 對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)1.1. 負(fù)載星形接法及計(jì)算負(fù)載星形接法及計(jì)算2. 2. 負(fù)載三角形接法及計(jì)算負(fù)載三角形接法及計(jì)算3.1 三相電源三相電源三相發(fā)電設(shè)備三相發(fā)電設(shè)備L1L2 L3 L2L3L1 SN1 1、對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)、對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)三相電壓的特征：三相電壓的特征：大小相等，頻率相同，相位互差大小相等，頻率相同，相位互差120tEemsin1)120sin(02t

2、Eem)120sin(03tEem對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)的相量關(guān)系：對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)的相量關(guān)系：03.2.1.EEE1201200321EEEEEE三相電動(dòng)勢(shì)的相序三相電動(dòng)勢(shì)的相序上述三相電動(dòng)勢(shì)的相序（次序）上述三相電動(dòng)勢(shì)的相序（次序）1、2、3稱為稱為正序正序或順序?；蝽樞?。與此相反，如與此相反，如2 2相超前相超前1相相120，3相超相超前前2相相120，這種相序稱為這種相序稱為反序反序或或逆序逆序。電力系統(tǒng)一般采用正序。電力系統(tǒng)一般采用正序。u三相電源的星形聯(lián)結(jié)三相電源的星形聯(lián)結(jié) 將發(fā)電機(jī)三相繞組三個(gè)末端接在一起。將發(fā)電機(jī)三相繞組三個(gè)末端接在一起。 三個(gè)繞組末端的連接點(diǎn)稱為三個(gè)繞組末端的連接點(diǎn)稱為

3、中性點(diǎn)中性點(diǎn) ( N )。 三個(gè)首端三個(gè)首端L1 、L2、 L3稱為稱為端點(diǎn)端點(diǎn)。 由中性點(diǎn)由中性點(diǎn)N引出的供電線稱為引出的供電線稱為中性線中性線或或零線零線。 由三個(gè)首端引出的供電線稱為由三個(gè)首端引出的供電線稱為相線相線或或火線火線。L1 L3 L2 L1 L3 + e1+ e2L2 + e3星形聯(lián)結(jié)星形聯(lián)結(jié)L1L2 L3L1L2L3 2 2、三相交流電源的聯(lián)接、三相交流電源的聯(lián)接 I1 I3 I2中性線中性線 (零線零線) 線電流線電流相電壓相電壓相線相線 (火線火線) 線電壓線電壓相電流相電流三相四線制三相四線制 I1 IL1 = I2 IL2 = I3 IL3 = U12 U1U23

4、U2U31 U3L1L2L3N IL2 IL3 IL1 IN1.線電流與相電流的有效值關(guān)系線電流與相電流的有效值關(guān)系2.線電壓與相電壓的有效值關(guān)系線電壓與相電壓的有效值關(guān)系IL= IPU12+ U23+U31+U1+U2+U3+ 30U23U2U31U3U2U12U1 =3 U12U130o =3 U23U230o =3 U31U330o u三相電源的三角形聯(lián)結(jié)三相電源的三角形聯(lián)結(jié) 將三相電源中每相繞組的首端依次與另一相將三相電源中每相繞組的首端依次與另一相 繞組的末端連接在一起，形成閉合回路。繞組的末端連接在一起，形成閉合回路。三角形聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)結(jié)L1 L1 L2 L3 L2L3L1 L3

5、L2 L1 L3 + e1+ e2L2 + e3三相三線制三相三線制 I1 I2 I3線電流線電流相電壓相電壓相線（火線）相線（火線）線電壓線電壓相電流相電流U12U1 = U23U2 = U31U3= 1.線電壓與相電壓的有效值關(guān)系線電壓與相電壓的有效值關(guān)系UL= UP I1 IL1= - I3 I2 IL2= - I1 I3 IL3= - I22.線電流與相電流的有效值關(guān)系線電流與相電流的有效值關(guān)系L1L2L3 IL1 IL3 IL2( U1 )U12+U23 ( U2 )+U31( U3 )+ I1 I1 30 IL1 I2 I3 IL2 IL2I3I2 =3 IL1 I1 30o =3

6、 IL2 I2 30o =3 IL3 I3 30o 3.2 3.2 三相負(fù)載三相負(fù)載電源和負(fù)載的連接電源和負(fù)載的連接1 1、負(fù)載的連接方式、負(fù)載的連接方式負(fù)載也可以連接成星形或三角形。負(fù)載也可以連接成星形或三角形。當(dāng)三相阻抗相等時(shí)，就稱為當(dāng)三相阻抗相等時(shí)，就稱為對(duì)稱三相負(fù)載對(duì)稱三相負(fù)載。2 2、三相電路、三相電路從三相電源的從三相電源的3 3個(gè)端子引出具有相同阻抗的個(gè)端子引出具有相同阻抗的3 3條輸電線，把一些對(duì)稱三相負(fù)載連接在輸電線上就條輸電線，把一些對(duì)稱三相負(fù)載連接在輸電線上就形成了形成了對(duì)稱三相電路對(duì)稱三相電路。實(shí)際三相電路中，三相電源是對(duì)稱的，但實(shí)際三相電路中，三相電源是對(duì)稱的，但負(fù)負(fù)

7、載載則則不一定是對(duì)稱不一定是對(duì)稱的。的。3 3、三相電路的連接方式、三相電路的連接方式三相電源為星形電源，負(fù)載為星形負(fù)載，稱三相電源為星形電源，負(fù)載為星形負(fù)載，稱為為Y-YY-Y連接方式；連接方式；三相電源為星形電源，負(fù)載為三角形負(fù)載，三相電源為星形電源，負(fù)載為三角形負(fù)載，稱為稱為Y-Y-連接方式；連接方式；此外還有此外還有- Y- Y連接方式和連接方式和- -連接方式。連接方式。三相電路的計(jì)算三相電路的計(jì)算 三相電路實(shí)際上是三相電路實(shí)際上是正弦電流電路正弦電流電路的一種特殊的一種特殊類型。類型。因此，前面對(duì)正弦電流電路的分析方法對(duì)三因此，前面對(duì)正弦電流電路的分析方法對(duì)三相電路完全適用。相電路

8、完全適用。根據(jù)三相電路的一些特點(diǎn)，可以簡(jiǎn)化對(duì)稱三根據(jù)三相電路的一些特點(diǎn)，可以簡(jiǎn)化對(duì)稱三相電路分析計(jì)算。相電路分析計(jì)算。BiAiACBNZAZBZCNiCiANiCNiBNiCeceBeAe1.負(fù)載星形接法時(shí)的一般計(jì)算方法負(fù)載星形接法時(shí)的一般計(jì)算方法解題思路：解題思路： 一般線電壓一般線電壓 為已知，然后根據(jù)電壓和負(fù)載求為已知，然后根據(jù)電壓和負(fù)載求電流。電流。luZUIIPpl.lupuCNBNANNIIIINI: 中線電流中線電流（1 1）負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，各相單獨(dú)計(jì)算。）負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，各相單獨(dú)計(jì)算。（2 2）負(fù)載對(duì)稱時(shí)，只需計(jì)算一相。）負(fù)載對(duì)稱時(shí)，只需計(jì)算一相。 （3 3）負(fù)載對(duì)稱，只要求電流、

9、電壓大小時(shí)，負(fù)載對(duì)稱，只要求電流、電壓大小時(shí)，僅算計(jì)算一相即可。僅算計(jì)算一相即可。BiAiACBNZAZBZCNiCiANiCNiBNiCeceBeAeZUIIPpl.0CBANIIII)(ZZZZCBA負(fù)載對(duì)稱時(shí)負(fù)載對(duì)稱時(shí)問(wèn)題及討論問(wèn)題及討論中線是否中線是否可以取消？可以取消？答：三相完全對(duì)稱時(shí)，中線可以取消。稱為答：三相完全對(duì)稱時(shí)，中線可以取消。稱為 三相三線制星形接法。三相三線制星形接法。ceACBZZZCeBeAe討論討論討論討論照明電路能否采用照明電路能否采用三相三線制三相三線制供電方式？供電方式？ACB.一層樓一層樓二層樓二層樓三層樓三層樓N不加中線不加中線會(huì)不會(huì)出會(huì)不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題現(xiàn)

10、問(wèn)題? 設(shè)線電壓為設(shè)線電壓為380V。A相斷開后，相斷開后，B、C 兩相兩相串連，電壓串連，電壓UBC （380V）加在加在B、C負(fù)載上。如果負(fù)載上。如果兩相負(fù)載對(duì)稱，則每相負(fù)兩相負(fù)載對(duì)稱，則每相負(fù)載上的電壓為載上的電壓為190V。若一樓全部斷開，二、三樓仍然接通若一樓全部斷開，二、三樓仍然接通, 情況如何情況如何?ACB.一層樓一層樓二層樓二層樓三層樓三層樓分析：分析：結(jié)果二、三樓電燈全部變暗，不能正常工作。結(jié)果二、三樓電燈全部變暗，不能正常工作。問(wèn)題問(wèn)題1 1 若一樓斷開，二、三樓接通。但兩層樓若一樓斷開，二、三樓接通。但兩層樓 燈的數(shù)量不等（設(shè)二樓燈的數(shù)量為三層的燈的數(shù)量不等（設(shè)二樓燈的

11、數(shù)量為三層的 1/4 ）結(jié)果如何？）結(jié)果如何？結(jié)果：二樓燈泡上的電壓超過(guò)額定電壓，結(jié)果：二樓燈泡上的電壓超過(guò)額定電壓， 燈泡被燒毀；三樓的燈不亮。燈泡被燒毀；三樓的燈不亮。ACBR2R3V 76380513RUV 304380542RU分析分析問(wèn)題問(wèn)題2 2關(guān)于中線的結(jié)論關(guān)于中線的結(jié)論 中線的作用在于，使星形連接的不對(duì)稱負(fù)載得到中線的作用在于，使星形連接的不對(duì)稱負(fù)載得到相等的相電壓。相等的相電壓。 照明電路中絕對(duì)不能采用三相三線制供電，照明電路中絕對(duì)不能采用三相三線制供電，而且必須保證中線可靠。而且必須保證中線可靠。 為了確保中線在運(yùn)行中不斷開，其上不允許接保為了確保中線在運(yùn)行中不斷開，其上不

12、允許接保險(xiǎn)絲也不允許接刀閘。險(xiǎn)絲也不允許接刀閘。 2 三角形接法及計(jì)算三角形接法及計(jì)算ABiCAiBCiCiBiAiCAuABuBCuACB plUU特點(diǎn)特點(diǎn)：線電壓線電壓=相電壓相電壓各電流的計(jì)算各電流的計(jì)算BiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBZ ZABABZ ZBCBCZ ZCACACACACABCBCBCABABABZUIZUIZUI相電流相電流BCCACABBCBCAABAIIIIIIIII線電流線電流（2）負(fù)載對(duì)稱時(shí)（）負(fù)載對(duì)稱時(shí)（ZAB=ZBC=ZCA=Z ），），各相電流有各相電流有 效值相等，相位互差效值相等，相位互差120 。有效值為：。有效值為：ZUIII

13、IlPCABCABBiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBZABZBCZCA（1）負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，先算出各相電流，然后計(jì)算線電流。）負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，先算出各相電流，然后計(jì)算線電流。負(fù)載對(duì)稱時(shí)：負(fù)載對(duì)稱時(shí)：cos3ppIUP 3.3 3.3 三相電路的功率三相電路的功率CBAPPPP三相總有功功率：三相總有功功率： 由負(fù)載由負(fù)載性質(zhì)決定性質(zhì)決定 3plplIIUU星形接法時(shí)：星形接法時(shí)： 3 plplIIUU三角形接法時(shí)：三角形接法時(shí)：cos3llIUP 三相電路的功率三相電路的功率llllllIUSIUQIUP3sin3cos3有功功率：有功功率：無(wú)功功率：無(wú)功功率：視在功率：視在功

14、率：在三相負(fù)載對(duì)稱的條件下：在三相負(fù)載對(duì)稱的條件下：*i1i2u負(fù)負(fù)載載一、單相功率的測(cè)量一、單相功率的測(cè)量 電動(dòng)式瓦特計(jì)電動(dòng)式瓦特計(jì)在交流電路中在交流電路中cos1UkI其中，其中， 為為 間的夾角。間的夾角。ui ,1指針偏指針偏轉(zhuǎn)角度轉(zhuǎn)角度電流線圈電流線圈電壓線圈電壓線圈i2和和 u 成正成正比，且近似比，且近似同相同相 *三相電路的功率的測(cè)量三相電路的功率的測(cè)量二、三相功率的測(cè)量二、三相功率的測(cè)量 1W*2W*3W*負(fù) 載ACBN三相總功率為三個(gè)功率表測(cè)得數(shù)據(jù)的總和。三相總功率為三個(gè)功率表測(cè)得數(shù)據(jù)的總和。三相四線制接法，用三個(gè)功率表測(cè)量：三相四線制接法，用三個(gè)功率表測(cè)量：三相總功率等于

15、兩表測(cè)得數(shù)據(jù)之和。三相總功率等于兩表測(cè)得數(shù)據(jù)之和。BuCiBiAiACuBCuACBCuAuAZBZCZ2W*1W*三相三線制的電路中，用二表法測(cè)功率：三相三線制的電路中，用二表法測(cè)功率：兩表法測(cè)量功率的原理：兩表法測(cè)量功率的原理：BCBACACBBCAACCBBAAuiuiuuiuuiiuiuiupBACiii結(jié)論：結(jié)論：三相總功率等于兩表測(cè)得數(shù)據(jù)之和。每三相總功率等于兩表測(cè)得數(shù)據(jù)之和。每 單個(gè)功率表的讀數(shù)沒有意義單個(gè)功率表的讀數(shù)沒有意義，實(shí)驗(yàn)用的實(shí)驗(yàn)用的 三相瓦特計(jì)實(shí)際上就是根據(jù)三相瓦特計(jì)實(shí)際上就是根據(jù)“二表法二表法”的原理設(shè)計(jì)的。的原理設(shè)計(jì)的。求：功率表求：功率表W1、W2的讀數(shù)。的讀數(shù)

16、。例例2W*電機(jī)電機(jī)AICICBUACBABU1W* 已知：已知： 電機(jī)的功率為電機(jī)的功率為 2.5 kW, 。 866.0cos （設(shè)電機(jī)為星形接法，（設(shè)電機(jī)為星形接法，N為其中點(diǎn)。）為其中點(diǎn)。） 電源線電壓為電源線電壓為380V，各相，各相對(duì)稱。對(duì)稱。2W*電機(jī)電機(jī)AICICBUACBABU1W*A386. 4866. 03803105 . 2cos3cos33llllUPIIUP（1）求電流大?。┣箅娏鞔笮?W*AICICBUACBABU1W*ZBZAZCNAUV0220NAU設(shè)：設(shè)：ANUABUBCUCAUCBU（2）求電流、電壓的相位關(guān)系）求電流、電壓的相位關(guān)系V90380V9038

17、0V30380CBBCABUUU則：則：2W*AICICBUACBABU1W*ZBZAZCNAUABUANUAIABAUI、間的相位差間的相位差6011已知電機(jī)的已知電機(jī)的866.0cos30866.0cos-1A30386.4AIAUABUBCUCAUCBUAIBICIW3 .83360cos386.4380cos11AABIUPW7 .16660cos386. 4380cos22CCBIUPA90386.4CI同理，由相量圖可得同理，由相量圖可得02CBCUI、間的相位差間的相位差W1的讀數(shù)為的讀數(shù)為833.3瓦瓦W2的讀數(shù)為的讀數(shù)為1666.7瓦瓦相序的判定相序的判定 三相交流電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)

18、最大值三相交流電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)最大值的先后順序稱為三相電源的相的先后順序稱為三相電源的相序。序。 A - B - C 稱為順相序稱為順相序 A - C - B 稱為逆相序稱為逆相序 將相序指示器接至三相電源將相序指示器接至三相電源上，便可測(cè)出相序：上，便可測(cè)出相序： 假設(shè)電容假設(shè)電容C接的是接的是A相，相，則則 L1、L2 較亮者為較亮者為B相，另一相為相，另一相為C相。相。證明，請(qǐng)見教證明，請(qǐng)見教材材P191和和P192C燈泡燈泡相序指示器相序指示器L1L2燈泡燈泡本章小結(jié)本章小結(jié) （1）-三相電源三相電源 （2） -三相負(fù)載三相負(fù)載 （3）-三相電路計(jì)算三相電路計(jì)算 （4）-三相功率計(jì)算三相功率計(jì)算三相交流電路的小結(jié)（三相交流電路的小結(jié)（1）-三相電源三相電源三相三線制三相三線制三相四線制三相四線制AAeCeBeCBNAeCeBeACBAeCeBeACB三相電源一三相電源一般都是對(duì)稱般都是對(duì)稱的，而且多的，而且多用三相四線用三相四線制接法。制接法。三相交流電路的小結(jié)三相交流電路的小結(jié)(2)-(2)-三相負(fù)載三相負(fù)載星形負(fù)載星形負(fù)載三角形負(fù)載三角形負(fù)載ACBNZZZACBZZZ三相交流電路的小結(jié)三相交流電路的小結(jié)(3)-(3)-