三相電壓基礎(chǔ)知識

1、第十一章 三相電路u 重點：1 三相電路中的相電壓與線電壓，相電流與線電流的概念及關(guān)系2 熟練掌握對稱三相電路的計算3 掌握不對稱三相電路的計算方法11.1 三相電源11.1.1 三相制 目前世界上的電力系統(tǒng)普遍采用三相制。所謂三相制是講三個頻率相同，大小相等相位互差120o的電壓源作為供電電源的體系。11.1.2 三相電源一、波形由三相交流發(fā)電機(jī)供電時，由于其工藝結(jié)構(gòu)使得產(chǎn)生的三相電源具有頻率相同，大小相等相位互差120o的特點。三相電壓的相序為三相電壓依次出現(xiàn)波峰（零值或波谷）的順序，工程上規(guī)定：ABC為順序（正序）而ACB這樣的相序成為逆序（反序）。 二、各相電壓其中，為工程上常常用到的

2、單位相量算子：。相量圖見上圖。11.1.3 三相電源一、連接方式1星型連接與三角形連接 三相電源的連接方式一般采用星型連接：二、幾個概念1中點（零點）：三相電壓源的末端連接在一起，形成的連接點，一般用該點作為計算的參考點2中線（零線）：由中點引出的導(dǎo)線3火線：由每一相的三相電壓源的始端引出的導(dǎo)線4相電壓：每一相電壓源的始端到末端的電壓，即火線與中線之間的電壓5線電壓：任意兩相電壓源的始端之間的電壓，即兩根火線之間的電壓三、相電壓與線電壓的關(guān)系1相線關(guān)系各相電壓為：，所以：可見，每一個線電壓與相應(yīng)相電壓的關(guān)系是：線電壓的大小為相電壓大小的倍，即，且超前相應(yīng)相電壓。相量圖如下：此時，當(dāng)時，2電源的

3、幾種特殊情況的分析l 三相四線制1）短相以A相短接為例：各相電壓為：，所以：也就是說，此時相電壓有一相為零，其余兩相的電壓大小不變；而兩根火線間的電壓只有一個是正常的380V，其余兩個等于相電壓大小220V。2）斷相以A相斷路為例：各相電壓為：，所以：也就是說，此時相電壓有一相為零，其余兩相的電壓大小不變；而兩根火線間的電壓只有一個是正常的380V，其余兩個等于零。l 三相三線制1）短相以A相短接為例：各相電壓為：，所以：也就是說，此時相電壓有一相為零，其余兩相的電壓大小不變；而兩根火線間的電壓只有一個是正常的380V，其余兩個等于相電壓大小220V。2）斷相以A相斷路為例：各相電壓為：，所以

4、：也就是說，此時相電壓有一相為零，其余兩相的電壓大小不變；而兩根火線間的電壓只有一個是正常的380V，其余兩個等于零。小結(jié)：1 三相電源的相線電壓均三相對稱2 各線電壓比相應(yīng)的各相電壓超前，并大小為其倍11.2 三相電路的計算11.2.1 三相電路的負(fù)載連接一、單相負(fù)載如電燈、電爐、單相電動機(jī)對于總線路而言，一般單相負(fù)載應(yīng)該盡量均勻分布在各相上。至于連接在火線與零線之間還是連接在兩根火線之間，取決于負(fù)載的額定電壓要求。二、三相負(fù)載如三相電動機(jī)、三相變壓器等三相負(fù)載的三個接線端總與三根火線相連，對于三相電動機(jī)而言，負(fù)載的連接形式由內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定。11.2.2 三相負(fù)載的星型連接一、相線電流1相電流

5、每一相負(fù)載上流過的電流2線電流負(fù)載為線路提供的電流一、對稱負(fù)載星型連接時的計算當(dāng)時，稱負(fù)載三相對稱。此時，因為，則。所以：可見，當(dāng)三相負(fù)載對稱時，中線上電流為零，這意味著負(fù)載中點電位與電源中點電位相等為零，也就是說，此時中線上的阻抗不論為多大，無論模型中是否有中線阻抗都不會影響負(fù)載的額定需求，此時可采用三相三線制供電（取消中線）。每一相的電壓、電流的計算可以參照前面學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行。注意：由于負(fù)載三相對稱，因此可以先計算出其中任意一相，其他兩相待求量可以通過角度互差120度直接寫出；如果僅僅要求大小關(guān)系，則可以直接利用星型連接時的相線關(guān)系。小結(jié)： 1，2中線電流為零3負(fù)載中點電位與電源中點電位相

6、等，為零4負(fù)載對稱時，一般只計算一相5相量圖為：二、不對稱負(fù)載星型連接時的計算方法采用三相三線制時，當(dāng)、互不相等，負(fù)載不對稱。此時，每一相提供給線路的線電流仍然等于其每一相的相電流。因為、互不相等，所以負(fù)載中點電位為，對節(jié)點列寫節(jié)點電壓方程：，可以計算得出負(fù)載中點電位：（也可由此得：當(dāng)負(fù)載三相對稱）所以當(dāng)三相負(fù)載不對稱時，負(fù)載中點與電源中點不等位，這樣會使得每一相負(fù)載上的電壓（相電壓）不再一定滿足負(fù)載的額定要求，從而時負(fù)載工作不正常，甚至導(dǎo)致設(shè)備的損壞。此時采用三相四線制可以解決上述問題，即不取消中線時，各相由于中線的存在而各自保持獨立性，各相的工作狀態(tài)可以分別計算。小結(jié)： 1，2當(dāng)采用三相三

7、線制時，負(fù)載中點電位與電源中點電位不相等，不為零，即中性點發(fā)生位移3當(dāng)采用三相四線制時，中線電流不為零4負(fù)載不對稱時，一般采用節(jié)點電壓法計算5相量圖為：5在實際生產(chǎn)中，除了三相異步電動機(jī)外。一般的負(fù)載很難保證負(fù)載三相對稱，因此供電系統(tǒng)均采用三相四線制，且中線上不允許加任何開關(guān)與熔斷器。11.2.3 三相負(fù)載的三角形連接一、理想情況下當(dāng)負(fù)載三相對稱時，。此時負(fù)載的每一相的相電壓為：，負(fù)載的每一相的相電流為：，。負(fù)載產(chǎn)生的線電流為：每一相的電壓、電流的計算可以參照前面學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行。注意：由于負(fù)載三相對稱，因此可以先計算出其中任意一相，其他兩相待求量可以通過角度互差120度直接寫出；如果僅僅要求大小關(guān)系，則可以直接利用相線關(guān)系。小結(jié)： 1 2三角形對稱負(fù)載提供給線路的線電流比相應(yīng)的相電流滯后，并大小為其倍。二、非理想情況下計算方法將三角形負(fù)載變換為星型負(fù)載進(jìn)行計算。P388。11.3 三相功率11.3.1功率的計算一、負(fù)載對稱時的平均功率1負(fù)載對稱時的平均功率因為對于對稱的星型負(fù)載：，；對于對稱的三角形負(fù)載：，所以，其中為每一相的阻抗角，即相電壓與相電流的相位差。2負(fù)載不對稱時的平均功率分相計算。二