第四章三相電路

1、第四章三相電路第四章三相電路 第第4 4章章 目錄目錄 第四章三相電路第四章三相電路 N S N S N S 三相交流電動勢的產(chǎn)生三相交流電動勢的產(chǎn)生 L1L1 e e L2L2 e e L3L3 e e t=0時時,L1相繞組的感相繞組的感 應(yīng)應(yīng)電動勢達(dá)到最大電動勢達(dá)到最大. t=120o時時, L2相繞組的相繞組的 感應(yīng)感應(yīng)電動勢達(dá)到最大電動勢達(dá)到最大. t=240o時時, L3相繞組的相繞組的 感應(yīng)感應(yīng)電動勢達(dá)到最大電動勢達(dá)到最大. 定子定子 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 第第4 4章章 4 4 1 1 L3 L1 L1 L2 L2 L3 由于每一對磁極相對于繞組轉(zhuǎn)由于每一對磁極相對于繞組轉(zhuǎn) 一圈，感應(yīng)電動

2、勢變化一個周一圈，感應(yīng)電動勢變化一個周 期。若轉(zhuǎn)子有期。若轉(zhuǎn)子有p對磁極、轉(zhuǎn)子的對磁極、轉(zhuǎn)子的 轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為n轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分，則三相電動勢分，則三相電動勢 的頻率為的頻率為 f1= pn 60 第四章三相電路第四章三相電路 對稱三相電動勢對稱三相電動勢 e1eB e3 120 E1 E3 E2 120 120 t 0 Em -Em e1e2e3 2 e1= E1sin t e2=Emsin( t 120 ) e3=Emsin( t 240 ) E1 =E1 0 E2 =E2 120 E3 =E3 120 L1 L1 L2 L2 L3 L3 + + + 第第4 4章章 4 4 1 1 三個頻率相同，幅

3、三個頻率相同，幅 值相等，相位互差值相等，相位互差 120 的電動勢，稱 的電動勢，稱 為為。 產(chǎn)生對稱三相電動產(chǎn)生對稱三相電動 勢的電源稱為勢的電源稱為 三相電動勢由超前相三相電動勢由超前相 到滯后相的輪流順序到滯后相的輪流順序 稱為相序。顯然，三稱為相序。顯然，三 相電源的相序?yàn)橄嚯娫吹南嘈驗(yàn)?L1 L2 L3 。 。 分析問題時一般都采分析問題時一般都采 用這種相序。用這種相序。 選擇選擇e1為參考量，則有為參考量，則有 第四章三相電路第四章三相電路 第第4 4章章 4 4 1 1 L2 L3 E1 E3 E2 U1 U2 U3 U23 U12 U31 N 中點(diǎn)中點(diǎn) 或零點(diǎn)或零點(diǎn) 三相三

4、線制三相三線制三相四線制三相四線制火線火線 中性線中性線 火線與火線之間的火線與火線之間的 電壓稱為線電壓電壓稱為線電壓 L1 N 火線與中線之間的火線與中線之間的 電壓稱為相電壓電壓稱為相電壓 由于三相繞組由于三相繞組 內(nèi)阻抗很小，故有：內(nèi)阻抗很小，故有： 由于三相電動勢是對由于三相電動勢是對 稱的，顯然三個相電稱的，顯然三個相電 壓也對稱，其有效值壓也對稱，其有效值 用用UP表示。則有表示。則有 第四章三相電路第四章三相電路 第第4 4章章 4 4 1 1 L2 L3 E1 E3 E2 U1 U2 U3 U23 U12 U31 U12 U1 U2 = N 線、相電壓之間的關(guān)系線、相電壓之間

5、的關(guān)系 L1 N 根據(jù)根據(jù)KVL U23 U2 U3 = U31 U3 U1 = 第四章三相電路第四章三相電路 30o =UP 0oU1 =UP 120oU2 =UP 240oU3 U1 = 3 30o U23 = 3 U2 30o U31 = 3 U3 30o U12 U2 U3 U1 U31 30o U1 U2 U23 30o U3 U122U1=cos 30o U1=3 第第4 4章章 4 4 1 1 線、相電壓之間的關(guān)系線、相電壓之間的關(guān)系 設(shè)為設(shè)為 參考量，則有參考量，則有U1 U12 U1 U2 = 第四章三相電路第四章三相電路 U1 = 3 30o U23 = 3 U2 30o

6、U31 = 3 U3 30o 第第4 4章章 4 4 1 1 線、相電壓之間的關(guān)系線、相電壓之間的關(guān)系 顯然三個線電壓也對稱顯然三個線電壓也對稱. 若有效值用若有效值用Ul表示則有表示則有 U12= U23= U31= Ul 且且 Ul 相位上相位上 線電壓超前于與之相應(yīng)線電壓超前于與之相應(yīng) 的相電壓的相電壓30o ， UP=3 U12 U1 U2 = 第四章三相電路第四章三相電路 第第4 4章章 4 4 1 1 L2 L3 I1 I3 I2 IL1 N 可見電源星形聯(lián)結(jié)時可見電源星形聯(lián)結(jié)時 線電流線電流=相電流相電流 L1 N IL2 IL3 IN 線、相電流之間的關(guān)系線、相電流之間的關(guān)系

7、每相繞組中的電每相繞組中的電 流稱為相電流流稱為相電流 每根火線中的每根火線中的 電流稱為線電流電流稱為線電流 中線中線 電流電流 第四章三相電路第四章三相電路 例：發(fā)電機(jī)例：發(fā)電機(jī)繞組星形繞組星形聯(lián)接，已知線電壓聯(lián)接，已知線電壓 UCA =380 120 V， 試求：試求：UBC UAB UA UB UC 和和、 、 30 30 30 UA UAB UCA UBC UB UC =380 0 V UAB 解：由相量圖得解：由相量圖得 第第4章章 4.1 UBC =380 120 V UA =220 30 V UB =220 150 V UC =220 90 V UP= Ul / 3 =380/

8、=220V 3 第四章三相電路第四章三相電路 1 1 2 2 3 3 U23 U12 U31 線電壓就是對應(yīng)的相電壓，即線電壓就是對應(yīng)的相電壓，即 第第4 4章章 4 4 1 1 線、相電壓之間的關(guān)系線、相電壓之間的關(guān)系 將三相電源中每一相繞組的首將三相電源中每一相繞組的首 端依次與另一相繞組的末端聯(lián)端依次與另一相繞組的末端聯(lián) 結(jié)在一起，然后從三個結(jié)點(diǎn)引結(jié)在一起，然后從三個結(jié)點(diǎn)引 出三根供電線，稱這種聯(lián)結(jié)方出三根供電線，稱這種聯(lián)結(jié)方 式為三角形聯(lián)結(jié)（式為三角形聯(lián)結(jié)（ 聯(lián)結(jié)）。聯(lián)結(jié)）。 U12 U1 =U23 U2 =U31 U3 = U1 + U3 + U2 + 第四章三相電路第四章三相電路

9、1 2 3 IL3 第第4 4章章 4 4 1 1 線、相電流之間的關(guān)系線、相電流之間的關(guān)系 I2 I1 IL1 IL2 L1 L2 L3 I3 I1 I3 I2 IL3 IL1 IL2 根據(jù)根據(jù)KCL IL1 = I 1 I3 IL2 = I 2 I1 IL3 = I 3 I2 若相電流對稱，則有若相電流對稱，則有 顯然三個線電流也對稱顯然三個線電流也對稱.若有效若有效 值用值用Il表示則有表示則有IL1= IL2= IL3= Il 且且 Il 相位上線電流滯相位上線電流滯 后于與之相應(yīng)的相電流后于與之相應(yīng)的相電流30o ， IP=3 111 330cos2III L 303 1 I 303

10、 2 I 303 3 I 第四章三相電路第四章三相電路 N 三相三相 負(fù)載負(fù)載 對稱（三個相的復(fù)阻抗相等）對稱（三個相的復(fù)阻抗相等） 不對稱（由多個單相負(fù)載組成）不對稱（由多個單相負(fù)載組成） 第第4 4章章 4 4 2 2 由三相電源供電的負(fù)載稱為由三相電源供電的負(fù)載稱為 L1 L2 L3 M 3 Z1Z2Z3 對稱對稱 負(fù)載負(fù)載 不對稱負(fù)載不對稱負(fù)載 第四章三相電路第四章三相電路 N 第第4 4章章 4 4 2 2 L1 L2 L3 M 3 Z1Z2Z3 三相負(fù)載聯(lián)結(jié)方式三相負(fù)載聯(lián)結(jié)方式 三相負(fù)載采用何種聯(lián)結(jié)方式由負(fù)載的額定電壓決定三相負(fù)載采用何種聯(lián)結(jié)方式由負(fù)載的額定電壓決定 當(dāng)負(fù)載額定電壓

11、等于電源線電壓時采用三角形聯(lián)結(jié)當(dāng)負(fù)載額定電壓等于電源線電壓時采用三角形聯(lián)結(jié) 當(dāng)負(fù)載額定電壓等于電源相電壓時采用星形聯(lián)結(jié)當(dāng)負(fù)載額定電壓等于電源相電壓時采用星形聯(lián)結(jié) 星形星形 三角形三角形 第四章三相電路第四章三相電路 負(fù)載的相電壓：負(fù)載首、末端之間的電壓負(fù)載的相電壓：負(fù)載首、末端之間的電壓 線電壓：兩相負(fù)載首端之間的電壓線電壓：兩相負(fù)載首端之間的電壓 負(fù)載的相電流：每相負(fù)載中通過的電流負(fù)載的相電流：每相負(fù)載中通過的電流 線電流：負(fù)載從供電線上取用的電流線電流：負(fù)載從供電線上取用的電流 (1) 負(fù)載線、相電流負(fù)載線、相電流 之間的關(guān)系之間的關(guān)系 第第4 4章章 4 4 2 2 N N Z1 Z3

12、Z2 L2 L3 L1 I3 I1 I2 IL1 IL2 IL3 IN 線電流與對應(yīng)的線電流與對應(yīng)的 相電流相等相電流相等 第四章三相電路第四章三相電路 (1) 負(fù)載線、相電負(fù)載線、相電 流之間的關(guān)系流之間的關(guān)系 第第4 4章章 4 4 2 2 N N Z1 Z3 Z2 L2 L3 L1 I3 I1 I2 IL1 IL2 IL3 IN 線電流與對應(yīng)的相電流相等線電流與對應(yīng)的相電流相等 U2 U1 U3 I3 I1 I2 IN =+ + I1 U1 Z1 = I2 U2 Z2 =I3 U3 Z3 = 中線電流中線電流 若各相電壓方向如圖所示，若各相電壓方向如圖所示， 則相電壓與相電流的關(guān)系為則相

13、電壓與相電流的關(guān)系為 所以三相電流也對稱，即有所以三相電流也對稱，即有 效值相等、相位互差效值相等、相位互差120。 因?yàn)槿嘭?fù)載對稱，即因?yàn)槿嘭?fù)載對稱，即Z1=Z2= Z3 中線電流則為零。中線電流則為零。 U1 U2 U3 I1 I3 I2 第四章三相電路第四章三相電路 (2) 負(fù)載線、相電負(fù)載線、相電 壓之間的關(guān)系壓之間的關(guān)系 第第4 4章章 4 4 2 2 N N Z1 Z3 Z2 L2 L3 L1 I3 I1 I2 IL1 IL2 IL3 IN U2 U1 U3 與三相電源與三相電源星形星形聯(lián)接線、聯(lián)接線、 相電壓關(guān)系相同，即相電壓關(guān)系相同，即 線電壓線電壓Ul 超前于超前于 與之

14、相應(yīng)的相電壓與之相應(yīng)的相電壓30o ， UP=3 第四章三相電路第四章三相電路 1 2 3 U1 U2 U3 NN Z1 Z2 Z3 1 2 I1 IN I2 I3 3 例例1：已知：已知UP=220V, Z1=22 ，Z2= Z3 =44 , 各各 相負(fù)載的相負(fù)載的UN=220V。求有中性線和無中性線兩種。求有中性線和無中性線兩種 情況下情況下,各負(fù)載的相電壓、相電流及中線電流。各負(fù)載的相電壓、相電流及中線電流。 解：設(shè)各電壓電流的正方向如圖示解：設(shè)各電壓電流的正方向如圖示 I1 = U1 Z1 = 220 0 22 =10 0 A I2 = U2 = 220 120 44 =5 120 A

15、 Z2 =5 120 A I3 第第4 4章章 4 4 2 2 =220 0 VU1 =220 120VU2 =220 +120 VU3 （1）有中性線）有中性線 第四章三相電路第四章三相電路 1 2 3 U1 U2 U3 NN Z1 Z2 Z3 1 2 I1 IN I2 I3 3 解：解： =I1 10 0 A =I2 5 120 A =5 120 A I3 第第4 4章章 4 4 2 2 =220 0 VU1 =220 120VU2 =220 +120 VU3 （1）有中性線）有中性線 = I1+ I2+ I3IN = 5 0 A U1 U2 U3 I1 I2 I3 IN 負(fù)載不對稱時，中

16、負(fù)載不對稱時，中 線電流不為零。線電流不為零。 第四章三相電路第四章三相電路 1 2 3 U1 U2 U3 NN Z1 Z2Z3 1 2 I1 I2 I3 3 解：解： 第第4 4章章 4 4 2 2 （2）無中性線）無中性線 U1 U2 U3 U1 = UN N . I1 Z1 U2 = UN N . I2 Z2 U3 = UN N . I3 Z3 =7.5 0 A I1 = 5.73 131o AI2 由于無中性線，而且三相負(fù)載又不對稱，此由于無中性線，而且三相負(fù)載又不對稱，此 時負(fù)載的相電壓與電源的相電壓不再相等。時負(fù)載的相電壓與電源的相電壓不再相等。 每相負(fù)載的電流分別為：每相負(fù)載的電

17、流分別為： 根據(jù)根據(jù)KCL有有 I1 I2 I3 + =0 解得解得 UN N= 55 0 V . 進(jìn)而求得進(jìn)而求得 = 5.73 131o AI3 設(shè)每相負(fù)載的相電壓的參設(shè)每相負(fù)載的相電壓的參 考方向如圖所示考方向如圖所示 NN111 UIZU 第四章三相電路第四章三相電路 1 2 3 U1 U2 U3 NN Z1 Z2Z3 1 2 I1 I2 I3 3 解：解： 第第4 4章章 4 4 2 2 （2）無中性線）無中性線 U1 U2 U3 在無中性線、三相負(fù)載又不對稱時，負(fù)載的相電在無中性線、三相負(fù)載又不對稱時，負(fù)載的相電 壓與電源的相電壓不再相等。有的相電壓高于電源相壓與電源的相電壓不再相

18、等。有的相電壓高于電源相 電壓，而有的相電壓則低于電源相電壓，這將使負(fù)載電壓，而有的相電壓則低于電源相電壓，這將使負(fù)載 不能正常工作。不能正常工作。 負(fù)載的相電壓分別為負(fù)載的相電壓分別為 = 165 0 V U1 = 252 131o V U2 = 252 131o V U3 111 IZU 第四章三相電路第四章三相電路 注意：通常三相不對稱負(fù)載注意：通常三相不對稱負(fù)載 作作星形星形聯(lián)結(jié)不允許沒有中線聯(lián)結(jié)不允許沒有中線 第第4 4章章 4 4 2 2 中線的作用是強(qiáng)迫電源的中性點(diǎn)中線的作用是強(qiáng)迫電源的中性點(diǎn) 與負(fù)載中性點(diǎn)等電位從而使負(fù)載的相與負(fù)載中性點(diǎn)等電位從而使負(fù)載的相 電壓與電源相電壓相等

19、電壓與電源相電壓相等 第四章三相電路第四章三相電路 I2 例例2：圖示電路中，已知三相電源線電壓為：圖示電路中，已知三相電源線電壓為380V， 每盞白熾燈的額定功率為每盞白熾燈的額定功率為100W、額定電壓為、額定電壓為220V。 試分析在有、無中性線兩種情況下，試分析在有、無中性線兩種情況下， L2相負(fù)載發(fā)生相負(fù)載發(fā)生 短路或斷路時電路的工作情況。短路或斷路時電路的工作情況。 L2 短路短路 熔斷熔斷 僅僅L2相熔斷器熔斷相熔斷器熔斷, L1和和 L3相負(fù)載仍相負(fù)載仍 正常工作。正常工作。 N FU 第第4 4章章 4 4 2 2 L1 L2 L3 N I3 I1 I2 很大很大 I2 =

20、0 第四章三相電路第四章三相電路 I2 L2 僅僅L2相白熾燈熄滅相白熾燈熄滅 L2相電流為相電流為0，L1 和和 L3相負(fù)載仍相負(fù)載仍 正正 常工作。常工作。 N FU 第第4 4章章 4 4 2 2 L1 L2 L3 N I3 I1 I2 = 0 S 例例2：圖示電路中，已知三相電源線電壓為：圖示電路中，已知三相電源線電壓為380V， 每盞白熾燈的額定功率為每盞白熾燈的額定功率為100W、額定電壓為、額定電壓為220V。 試分析在有、無中性線兩種情況下，試分析在有、無中性線兩種情況下， L2相負(fù)載發(fā)生相負(fù)載發(fā)生 短路或斷路時電路的工作情況。短路或斷路時電路的工作情況。 第四章三相電路第四章

21、三相電路 L2 L2相白熾燈熄滅，相白熾燈熄滅， L2相電流為相電流為0;L1 和和 L3相負(fù)載串聯(lián)，相負(fù)載串聯(lián)， 加上加上380V線電壓。線電壓。 由于由于L1相等效電阻相等效電阻 比比L3相小所以相小所以L1相相 上的電壓將小于上的電壓將小于 220V而不能正常而不能正常 發(fā)光，發(fā)光，L3相的電相的電 壓將大于壓將大于220V， 不久將被燒壞。不久將被燒壞。 L3相燒壞后，相燒壞后，L1將將 因斷路而熄滅。因斷路而熄滅。 N FU 第第4 4章章 4 4 2 2 L1 L2 L3 N I3 I1 I2 = 0 S 第四章三相電路第四章三相電路 L2 L2相白熾燈因被短路相白熾燈因被短路 而

22、熄滅。而熄滅。L1相、相、L3相相 白熾燈承受電源線電白熾燈承受電源線電 壓，將被燒壞。壓，將被燒壞。 N FU 第第4 4章章 4 4 2 2 L1 L2 L3 N I3 I1 I2 短路短路 第四章三相電路第四章三相電路 Z2 Z1 Z3 線、相電壓對線、相電壓對 應(yīng)相等應(yīng)相等 L2 L3 L1 U12 U23 U31 (1) 負(fù)載線、相電壓負(fù)載線、相電壓 之間的關(guān)系之間的關(guān)系 第第4 4章章 4 4 2 2 每相負(fù)載的首端依次與另一相負(fù)載的末端相聯(lián)結(jié)在一起，每相負(fù)載的首端依次與另一相負(fù)載的末端相聯(lián)結(jié)在一起， 形成閉合回路，再將三個結(jié)點(diǎn)分別接到三相電源上，這形成閉合回路，再將三個結(jié)點(diǎn)分別接

23、到三相電源上，這 種聯(lián)結(jié)方式稱為種聯(lián)結(jié)方式稱為 U1 U2 U3 + + + U12 U1 = U23 U2 = U31 U3 = 第四章三相電路第四章三相電路 Z2 Z1 Z3 線、相電壓對應(yīng)相等線、相電壓對應(yīng)相等 L2 L3 L1 U12 U23 U31 (1) 負(fù)載線、相電壓負(fù)載線、相電壓 之間的關(guān)系之間的關(guān)系 第第4 4章章 4 4 2 2 U1 U2 U3 + + + (2) 負(fù)載線、相電流負(fù)載線、相電流 之間的關(guān)系之間的關(guān)系 I3 I1 I2 IL1 IL2 IL3 根據(jù)根據(jù)KCL IL1 = I 1 I3 IL2 = I 2 I1 IL3 = I 3 I2 Z1 I1 U1 =

24、Z2 I2 U2 = Z3 I3 U3 = 第四章三相電路第四章三相電路 第第4 4章章 4 4 2 2 即即 Il 相位上線電流滯后相位上線電流滯后 于與之相應(yīng)的相電流于與之相應(yīng)的相電流30o 。 IP=3 當(dāng)三相電源對稱，而三相負(fù)載不對稱時，則負(fù)當(dāng)三相電源對稱，而三相負(fù)載不對稱時，則負(fù) 載三個線電流不再對稱、三個相電流也不對稱，載三個線電流不再對稱、三個相電流也不對稱， 線、相電流之間的關(guān)系要根據(jù)電路參數(shù)具體分線、相電流之間的關(guān)系要根據(jù)電路參數(shù)具體分 析。析。 由于三相電源對稱，若三相負(fù)載也對稱，則負(fù)載由于三相電源對稱，若三相負(fù)載也對稱，則負(fù)載 三個線電流必然也對稱、三個相電流也對稱，線、

25、三個線電流必然也對稱、三個相電流也對稱，線、 相電流之間的關(guān)系與三相電源作三角形聯(lián)結(jié)相同。相電流之間的關(guān)系與三相電源作三角形聯(lián)結(jié)相同。 第四章三相電路第四章三相電路 例例4.2.1 有一電源為星形聯(lián)結(jié)，而負(fù)載為三角形有一電源為星形聯(lián)結(jié)，而負(fù)載為三角形 聯(lián)結(jié)的對稱三相電路，已知電源相電壓聯(lián)結(jié)的對稱三相電路，已知電源相電壓UPS=220V， 負(fù)載每相阻抗模負(fù)載每相阻抗模|Z | =10 。試求負(fù)載的相電流以。試求負(fù)載的相電流以 及電源的線電流和相電流的有效值。及電源的線電流和相電流的有效值。 L2 L3 E1 E3 E2 U1 U2 U3 N L1 N Z2 Z1 Z3 U1 U2 U3 + +

26、+ 第四章三相電路第四章三相電路 例例4.2.1 有一電源為星形聯(lián)結(jié)，而負(fù)載為三角形有一電源為星形聯(lián)結(jié)，而負(fù)載為三角形 聯(lián)結(jié)的對稱三相電路，已知電源相電壓聯(lián)結(jié)的對稱三相電路，已知電源相電壓UPS=220V， 負(fù)載每相阻抗模負(fù)載每相阻抗模|Z | =10 。試求負(fù)載的相電流以。試求負(fù)載的相電流以 及電源的線電流和相電流的有效值。及電源的線電流和相電流的有效值。 第第4 4章章 4 4 2 2 解：由于電源為星形聯(lián)結(jié)，故電源線電壓解：由于電源為星形聯(lián)結(jié)，故電源線電壓 UlL = UlS =380V UlS=UPS=1.73220=380V 3 忽略供電線路的阻抗，則負(fù)載電壓忽略供電線路的阻抗，則負(fù)

27、載電壓 IlL = 3IpL 負(fù)載電壓負(fù)載電壓 UPL = UlL =380V 負(fù)載相電流負(fù)載相電流 IPL = UPL |Z | =38A 負(fù)載線電流負(fù)載線電流 =1.7338=66A 電源相電流電源相電流 IPS = IlS =66A 第四章三相電路第四章三相電路 三相總有功功率三相總有功功率 P= P1 +P2 + P3 三相總無功功率三相總無功功率 Q= Q1 +Q2 + Q3 三相總視在功率三相總視在功率S= P2+Q2 等于各相有功功率的算術(shù)和等于各相有功功率的算術(shù)和 等于各相無功功率的代數(shù)和等于各相無功功率的代數(shù)和 若對稱負(fù)載，則有若對稱負(fù)載，則有 P1 = P2 = P3 =

28、UpIp cos Q1 = Q2 = Q3 = UpIp sin P=3 UpIp cos Q=3 UpIp sin S=3 UpIp 由此得到總有功功率、無功功率、視在功率與相電由此得到總有功功率、無功功率、視在功率與相電 壓、相電流的關(guān)系為壓、相電流的關(guān)系為 第第4 4章章 4 4 3 3 在三相電路中，無論負(fù)載采用何種聯(lián)結(jié)方式、對稱與否在三相電路中，無論負(fù)載采用何種聯(lián)結(jié)方式、對稱與否 第四章三相電路第四章三相電路 當(dāng)負(fù)載星形作聯(lián)結(jié)時當(dāng)負(fù)載星形作聯(lián)結(jié)時 負(fù)載作三角形聯(lián)接時負(fù)載作三角形聯(lián)接時 Il = Ip Ul = Up S= Ul Il 3 對稱負(fù)載三種功率與線電壓和線電流的關(guān)系對稱負(fù)載

29、三種功率與線電壓和線電流的關(guān)系 第第4 4章章 4 4 3 3 P=3 UpIp cos Q=3 UpIp sin S=3 UpIp Q = UlIl sin 3 P = UlIl cos 3 Ul = 3Up Il = 3Ip 把上述各式代入把上述各式代入 得到負(fù)載對稱時，三種功率與線電壓和線電流的關(guān)系為：得到負(fù)載對稱時，三種功率與線電壓和線電流的關(guān)系為： 第四章三相電路第四章三相電路 例例4.2.1 有一電源為星形聯(lián)結(jié)，而負(fù)載為三角形有一電源為星形聯(lián)結(jié)，而負(fù)載為三角形 聯(lián)結(jié)的對稱三相電路，已知電源相電壓聯(lián)結(jié)的對稱三相電路，已知電源相電壓UPS=220V， 負(fù)載每相阻抗模負(fù)載每相阻抗模|Z

30、| =10 。 =60 試計(jì)算三相電路的試計(jì)算三相電路的P、 Q、S。 第第4 4章章 4 4 2 2 解：解： Ul = 380VUP =380V W9 .2171960cos663803cos3 ll IUP Var5 .3757560sin663803sin3 ll IUQ VA8 .434396638033 ll IUS A38 10 380 Z P P U IA66383 l I 第四章三相電路第四章三相電路 1 2 3 I2 I3 I23 I12 I31 R R R N I1 I1 I1N 三相電阻爐三相電阻爐R=38 ，UN=380V。接在。接在A U12 0o =380V 與與

31、N之間的單相負(fù)載之間的單相負(fù)載 P=1100W， cos =0.5(感性感性),試求各相電試求各相電 流和線電流流和線電流,并畫出相量圖并畫出相量圖 。 解：解： I12 = U12 0o =10A R I23 120o =10A I31 120o =10A I1 =17.3 -30 A =17.3 -150 A I2 =17.3 -270 A I3 I1 I1 I1N += 第四章三相電路第四章三相電路 U23 U12 U31 30o I2 I3 I1 I12 I31 I23 I1N I1 51.2 =24 51.2 A I1 =17.3 150 A I2 =17.3 270 A I3 I1

32、2 0o =10AI23 120o =10AI31 120o =10A I1 I1 I1N += I1N= 1100 2200.5 =10 I1N 90o =10A P=1100+3380 10=12.5KW Q=UIsin60o=220 10 0.866=1905.25Var 有功功率有功功率 無功功率無功功率 第四章三相電路第四章三相電路 輸電線輸電線 第第4 4章章 4 4 4 4 稱這一整體為電力系統(tǒng)稱這一整體為電力系統(tǒng) 各種不同的輸電線和變電所組成的電力系統(tǒng)的各種不同的輸電線和變電所組成的電力系統(tǒng)的 一部分稱為一部分稱為 我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電力網(wǎng)額定電壓有我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電力網(wǎng)額定

33、電壓有3kV、6kV 10kV、110kV、220kV、330kV、500kV。 市區(qū)一般輸電電壓為市區(qū)一般輸電電壓為10kV左右，通常需要設(shè)置降左右，通常需要設(shè)置降 壓變電所，經(jīng)配電變壓器將電壓降為壓變電所，經(jīng)配電變壓器將電壓降為380/220V，再，再 引出若干條供電線到各用電點(diǎn)的配電箱上，配電箱引出若干條供電線到各用電點(diǎn)的配電箱上，配電箱 將電能分配給各用電設(shè)備。將電能分配給各用電設(shè)備。 第四章三相電路第四章三相電路 第第4 4章章 4 4 4 4 配電箱配電箱 變電所變電所 配電箱配電箱 放射式供電線路放射式供電線路 樹干式供電線路樹干式供電線路 變電所變電所 供電可靠性高，便于操作供

34、電可靠性高，便于操作 和維護(hù)。但配電導(dǎo)線用量和維護(hù)。但配電導(dǎo)線用量 大，投資高。適用于用電大，投資高。適用于用電 點(diǎn)比較分散，而每個點(diǎn)的點(diǎn)比較分散，而每個點(diǎn)的 用電量又較大，變電所又用電量又較大，變電所又 居于各用電點(diǎn)的中央。居于各用電點(diǎn)的中央。 供電可靠性差。但配電導(dǎo)供電可靠性差。但配電導(dǎo) 線用量小，投資費(fèi)用低，線用量小，投資費(fèi)用低， 接線靈活性大。適用于用接線靈活性大。適用于用 電點(diǎn)比較集中，各用電點(diǎn)電點(diǎn)比較集中，各用電點(diǎn) 居于變電所同一側(cè)時。居于變電所同一側(cè)時。 第四章三相電路第四章三相電路 第第4 4章章 4 4 5 5 Id Id R0 R0 單單 線線 觸觸 電電 兩兩 線線 觸觸

35、 電電 觸電是指人體接觸到帶電體時觸電是指人體接觸到帶電體時,電流流過人體造成的傷害。電流流過人體造成的傷害。 觸電事故分為直接觸電事故和間接觸電事故兩種觸電事故分為直接觸電事故和間接觸電事故兩種 直接觸電事故是指人體直接接觸到電氣設(shè)備正常帶直接觸電事故是指人體直接接觸到電氣設(shè)備正常帶 電部分引起的觸電事故。電部分引起的觸電事故。 第四章三相電路第四章三相電路 第第4 4章章 4 4 5 5 間接觸電事故是指人體接觸到正常情況下不帶電、間接觸電事故是指人體接觸到正常情況下不帶電、 僅在事故狀態(tài)下才會帶電部分而發(fā)生的觸電事故。僅在事故狀態(tài)下才會帶電部分而發(fā)生的觸電事故。 按人體所受傷害方式的不同

36、觸電事故又可分為按人體所受傷害方式的不同觸電事故又可分為 電擊和電傷兩種。電擊和電傷兩種。 電擊主要是電流通過人體內(nèi)部，影響呼吸、心臟和電擊主要是電流通過人體內(nèi)部，影響呼吸、心臟和 神經(jīng)系統(tǒng)，造成人體內(nèi)部組織的破壞，乃至死亡。神經(jīng)系統(tǒng)，造成人體內(nèi)部組織的破壞，乃至死亡。 電傷主要是指電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)電傷主要是指電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng) 等對人體表面或外部造成的局部傷害。等對人體表面或外部造成的局部傷害。 電擊傷害程度取決于通過人體電流的大小、電流電擊傷害程度取決于通過人體電流的大小、電流 通過人體的時間、電流通過人體的途徑、電流頻通過人體的時間、電流通過人體的途徑、電流

37、頻 率以及人體的健康狀況等。率以及人體的健康狀況等。 第四章三相電路第四章三相電路 第第4 4章章 4 4 6 6 為防止觸電事故而采用的由特定電源供電的電壓為防止觸電事故而采用的由特定電源供電的電壓 系列稱為安全電壓。系列稱為安全電壓。 通用接觸電壓極限：人體允許長期承受的電壓極限值。通用接觸電壓極限：人體允許長期承受的電壓極限值。 常規(guī)環(huán)境下：常規(guī)環(huán)境下： 交流交流(15Hz)電壓為電壓為50V， 直流電壓為直流電壓為120V。 潮濕環(huán)境下：潮濕環(huán)境下： 交流交流(15Hz)電壓為電壓為25V， 直流電壓為直流電壓為60V。 我國規(guī)定工頻有效值我國規(guī)定工頻有效值42V、30V、24V、12

38、V和和6V 為安全電壓的額定值。為安全電壓的額定值。 選用安全電壓是防止觸電的安全措施。選用安全電壓是防止觸電的安全措施。 注意：安全電壓的供電電源除采用獨(dú)立電源外，注意：安全電壓的供電電源除采用獨(dú)立電源外， 其輸入與輸出電路必須實(shí)行電路上的隔離。工其輸入與輸出電路必須實(shí)行電路上的隔離。工 用在安全電壓下的電路必須與其它電氣系統(tǒng)和用在安全電壓下的電路必須與其它電氣系統(tǒng)和 任何無關(guān)的可導(dǎo)電部分實(shí)行電氣上的隔離。任何無關(guān)的可導(dǎo)電部分實(shí)行電氣上的隔離。 第四章三相電路第四章三相電路 第第4 4章章 4 4 6 6 R0 由于大多數(shù)電氣設(shè)備采用由于大多數(shù)電氣設(shè)備采用380/220V低壓系統(tǒng)供電低壓系統(tǒng)

39、供電,為為 防止觸電事故發(fā)生，需根據(jù)供電系統(tǒng)接地型式不同，防止觸電事故發(fā)生，需根據(jù)供電系統(tǒng)接地型式不同， 分別采用接地或接零的保護(hù)措施。分別采用接地或接零的保護(hù)措施。 (1) IT系統(tǒng)系統(tǒng) 保護(hù)接地保護(hù)接地 由于采用了保護(hù)接地，由于采用了保護(hù)接地， 當(dāng)出現(xiàn)漏電或一相碰當(dāng)出現(xiàn)漏電或一相碰 殼時，外殼對地電壓殼時，外殼對地電壓 接近為零，故人體觸接近為零，故人體觸 及外殼時比較安全。及外殼時比較安全。 IT系統(tǒng)適用于電源中性點(diǎn)系統(tǒng)適用于電源中性點(diǎn) 不接地的三相三線制供電不接地的三相三線制供電 系統(tǒng)中，一般要求系統(tǒng)中，一般要求R0小于小于 4 。 第四章三相電路第四章三相電路 第第4 4章章 4 4

40、 6 6 (2) TN系統(tǒng)系統(tǒng) 保護(hù)接零保護(hù)接零 由于外殼與零線聯(lián)接，當(dāng)出現(xiàn)由于外殼與零線聯(lián)接，當(dāng)出現(xiàn) 漏電或一相碰殼時，該相相線漏電或一相碰殼時，該相相線 與零線之間形成短路或接近短與零線之間形成短路或接近短 路，接于該相線上的短路保護(hù)路，接于該相線上的短路保護(hù) 裝置或過流保護(hù)裝置便會動作，裝置或過流保護(hù)裝置便會動作， 迅速切斷電源消除觸電危險。迅速切斷電源消除觸電危險。 TN系統(tǒng)適用于電源中性點(diǎn)系統(tǒng)適用于電源中性點(diǎn) 接地的三相四線制供電接地的三相四線制供電 系統(tǒng)中。系統(tǒng)中。 R0 第四章三相電路第四章三相電路 第第4 4章章 4 4 6 6 (2) TN系統(tǒng)系統(tǒng) TN系統(tǒng)的種類：系統(tǒng)的種類

41、： PE N L1 L2 L3 工工 作作 零零 線線 保護(hù)零線保護(hù)零線 工作零線：工作零線： 供保護(hù)接零用，用供保護(hù)接零用，用PE表示。正常工作表示。正常工作 時沒有電流通過，只有發(fā)生故障時才時沒有電流通過，只有發(fā)生故障時才 有電流通過。有電流通過。 即中性線，用即中性線，用N表示。正常工作時有表示。正常工作時有 電流通過。電流通過。 保護(hù)零線：保護(hù)零線： TN-S系統(tǒng)系統(tǒng) (A)工作零線與保護(hù)工作零線與保護(hù) 零線完全分開，稱零線完全分開，稱 為為 第四章三相電路第四章三相電路 第第4 4章章 4 4 6 6 R0 IdRd Ud U0 = Rd R0 電源的中性點(diǎn)接地，而用電設(shè)備采用保護(hù)接地的系電源的中性點(diǎn)接地，而用電設(shè)備采用保護(hù)接地的系 統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為TT系統(tǒng)。系統(tǒng)。 (3) TT系統(tǒng)：系統(tǒng)： 用電設(shè)備對地電壓的用電設(shè)備對地電壓的Ud