第十二章三相電路

1、 運(yùn)電設(shè)備：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、運(yùn)行可靠、維運(yùn)電設(shè)備：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便。護(hù)方便。l三相電路的特殊性三相電路的特殊性 +uAuBuCXABYCZ+ AX定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子ZAXYNSC-+B鐵心鐵心（作為導(dǎo)磁路經(jīng)）（作為導(dǎo)磁路經(jīng)）三相繞組三相繞組: 直流勵(lì)磁的電磁鐵直流勵(lì)磁的電磁鐵定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)tUucosmA)120cos(mBtUu)120cos(mCtUuUUU0A)23j21(120BUUU)23j21(120CUUUUBUA.120120120UC.對(duì)稱(chēng)三相電壓的瞬時(shí)值之和為對(duì)稱(chēng)三相電壓的瞬時(shí)值之和為 0三個(gè)正弦交流電壓滿(mǎn)足以下特征三個(gè)正弦交流電壓

2、滿(mǎn)足以下特征00 CBACBAUUUuuu正序正序( (順序順序) )：反序反序( (逆序逆序) )：ACBAABCDABC123DACB123正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)ABC三相電機(jī)三相電機(jī)(1) 星形聯(lián)接星形聯(lián)接AXYZNBCuA+uC+uB+CU+BU+AUABU+BCU+CAU+BACABUCAUBCUBCU(2) 三角形聯(lián)接三角形聯(lián)接 電源電源YY負(fù)載負(fù)載電源電源Y負(fù)載負(fù)載(1) 聯(lián)接方式聯(lián)接方式中性點(diǎn)中性點(diǎn)CBAUUU、CABCABUUU、UpCU+BU+AU、UlXYZNBCAuA+uC+uB+ABU+BCU+CAUBAABUUU CBBCUUU ACCAUUU 由相量圖可得由相量圖可得

3、30BU ABUAUCUBUAXYZNBCuA+uC+uB+CU+BU+AUABU+BCU+CAU303AABUU 303PU 30LU p 相電壓相電壓線電壓線電壓 時(shí)時(shí)結(jié)結(jié)結(jié)論：電源結(jié)論：電源形聯(lián)形聯(lián)UUl 且超且超線電壓線電壓形聯(lián)結(jié)時(shí)形聯(lián)結(jié)時(shí)結(jié)論：電源結(jié)論：電源,3,Y PUUl 。三三相相線線電電壓壓也也是是對(duì)對(duì)稱(chēng)稱(chēng)的的前前相相應(yīng)應(yīng)的的相相電電壓壓 ,30+BACABUCAUBCUBCU 90903303LPBBCUUUU 1501503303LPCCAUUUUC三相四線制三相四線制380/220380/220伏伏 額定相電壓為額定相電壓為220伏的單相負(fù)載伏的單相負(fù)載 額定線電壓為額

4、定線電壓為380伏的三相負(fù)載伏的三相負(fù)載NICBAIII、aI+ZBZCZAAUBUCU+AIBICIN 電源中性點(diǎn)電源中性點(diǎn)N 負(fù)載中性點(diǎn)負(fù)載中性點(diǎn)PL3UUPLII Y 聯(lián)結(jié)時(shí)：聯(lián)結(jié)時(shí)：CBANIIII CCCBBBAAA ZUIZUIZUI AIBICINIaI+ZBZCZAAUBUCU+負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí),中性線無(wú)電流中性線無(wú)電流,可省掉中性線?？墒〉糁行跃€。0CBAN IIII中中線線電電流流CBAZZZ 因因?yàn)闉槿嘞嚯婋妷簤簩?duì)對(duì)稱(chēng)稱(chēng)，且且所以負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)，所以負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)，三相電流也對(duì)稱(chēng)。三相電流也對(duì)稱(chēng)。P3LUU 負(fù)負(fù)載載對(duì)對(duì)稱(chēng)稱(chēng)無(wú)無(wú)中中性性線線時(shí)時(shí) 負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)，負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)，只

5、需計(jì)算一相電只需計(jì)算一相電流，其它兩相電流，其它兩相電流可根據(jù)對(duì)稱(chēng)性流可根據(jù)對(duì)稱(chēng)性直接寫(xiě)出。直接寫(xiě)出。AIBICINI+ZBZCZAAUBUCU+A15010A9010 A3010CBA III可可知知：如如：例例1 1：N+BICIAINIAUBUCUN RARBRCACB若若RA=RB= RC = 5 ，求線電流及中性線電，求線電流及中性線電若若RA=5 , RB=10 , RC=20 ,求線電流及求線電流及 一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對(duì)稱(chēng)。設(shè)電一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對(duì)稱(chēng)。設(shè)電源線電壓源線電壓 。 負(fù)載為負(fù)載為V)30314sin(2380AB tu電燈組，電燈組，流流 IN

6、;中性線電流中性線電流 IN 。中性線電流中性線電流0CBAN IIII解：解： 已知：已知：V30380AB UN+BICIAINIAUBUCUN RARBRCACBV0220A U A044A50220AAA RUI(1) 線電流線電流 三相對(duì)稱(chēng)三相對(duì)稱(chēng)A12044B IA12044C I(2) 三相負(fù)載不對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載不對(duì)稱(chēng)（RA=5 、RB=10 、RC=20 ） 分別計(jì)算分別計(jì)算各線電流各線電流中性線電流中性線電流A12011A20120220CCC RUIA12022A10120220BBB RUIA1929 A12011A12022A044CBAN IIIIA044A50220AA

7、A RUI解解: (1) 中性線未斷中性線未斷 C 此時(shí)負(fù)載中性點(diǎn)此時(shí)負(fù)載中性點(diǎn)V380,V380,0,0CACBBABAA UUUUUUUUC C+AU BU CU B、C相燈仍承受相燈仍承受220V電壓電壓, 正常工作。正常工作。A7 .120210380CBBC RRUIV127107 .12BB IR UV254207 .12CC IR UIBC+ C則節(jié)點(diǎn)電壓則節(jié)點(diǎn)電壓NN RBRC.RA+AIBICIAUBUCUAU BU CU NU設(shè)設(shè),V0220A UCBACBACCBBAA111201202201012022050220111RRRRRRRURURUUN A193 .85A)

8、2 .27j6 .78( V131288NCC UUUV0249NBB UUUV0144NAA UUU可見(jiàn)：可見(jiàn)： 1. 不對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載做星形聯(lián)結(jié)且無(wú)中性線時(shí)不對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載做星形聯(lián)結(jié)且無(wú)中性線時(shí), 三相三相負(fù)載的相電壓不對(duì)稱(chēng)。負(fù)載的相電壓不對(duì)稱(chēng)。 2. 照明負(fù)載三相不對(duì)稱(chēng)，必須采用三相四線制供電照明負(fù)載三相不對(duì)稱(chēng)，必須采用三相四線制供電方式，且中性線上不允許接刀閘和熔斷器。方式，且中性線上不允許接刀閘和熔斷器。 A08 .28A511144AAA RUIA13994.24A101394 .249BBB RUIA1314 .14A20131288CCC RUI12.4 負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)

9、載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路CBAIII、ABIBCICAIZABZBCZCAACB+CAUABUBCUBCIABICAIAIBICI(2) 相電流相電流ABABABZUI BCBCBCZUI CAACAZUIC (1) 負(fù)載相電壓負(fù)載相電壓=電源線電壓電源線電壓即即: UP = UL即即ZABZBCZCAACB+CAUABUBCUBCIABICAIAIBICI相電流：相電流：CABCABIII、線電流：線電流： CBAIII、相量圖相量圖IBCIABIUBCUABUCA30負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí), AICAI IBIC(3) 線電流線電流。3030且落后相應(yīng)的相電流且落后相應(yīng)的相電流(相電流),(相

10、電流),3 3線電流線電流聯(lián)接時(shí)聯(lián)接時(shí)對(duì)稱(chēng)負(fù)載對(duì)稱(chēng)負(fù)載 : :結(jié)論結(jié)論 P IIl由相量圖可求得由相量圖可求得CAABAIII ABBCBIII BCCACIII ZUIIIIP PCABCABRXarctanCABCAB lIIII CBAPP330cos2IIIl 負(fù)載的額定電壓負(fù)載的額定電壓 = 電源的線電壓電源的線電壓應(yīng)作應(yīng)作 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)負(fù)載的額定電壓負(fù)載的額定電壓 = 電源線電壓電源線電壓31應(yīng)作應(yīng)作 Y 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié) 三相電動(dòng)機(jī)繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以聯(lián)結(jié)成三三相電動(dòng)機(jī)繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以聯(lián)結(jié)成三角形，而照明負(fù)載一般都聯(lián)結(jié)成星形（具有中性線）。角形，而照明負(fù)載一般都聯(lián)結(jié)成星形（具

11、有中性線）。llIIUU31 ,pp 對(duì)稱(chēng)負(fù)載對(duì)稱(chēng)負(fù)載 聯(lián)結(jié)時(shí)：聯(lián)結(jié)時(shí)： PPPPcos3cos3 llIUIUP 同理同理ppppsin3 sin3 llIUIUQ llIIUU pp ,31對(duì)稱(chēng)負(fù)載對(duì)稱(chēng)負(fù)載Y聯(lián)結(jié)時(shí)：聯(lián)結(jié)時(shí)：相電壓與相相電壓與相電流的相位差電流的相位差當(dāng)負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)：當(dāng)負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)：P = 3Up Ipcos pLLPP223 3 IUIUQPS 所以所以正誤判斷正誤判斷ZUIll BAABAZZUI BAABAZZUI ZUIlP P3IIl PUUl P3UUl ZUIPP AIBICINIaI+ZBZCZAAUBUCU+AAB3ZUIA Wcos23202203803 P

12、Wcos53202203803 P Wcos53202202203 P 正誤判斷正誤判斷AABA330ZUI AABA330ZUI 5320V30380ABZU三相負(fù)載對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載對(duì)稱(chēng)已知：已知： 有一三相電動(dòng)機(jī)有一三相電動(dòng)機(jī), 每相的等效電阻每相的等效電阻R = 29 , 等效等效 感抗感抗XL=21.8 , 試求下列兩種情況下電動(dòng)機(jī)的相電流、試求下列兩種情況下電動(dòng)機(jī)的相電流、 線電流以及從電源輸入的功率，并比較所得的結(jié)果：線電流以及從電源輸入的功率，并比較所得的結(jié)果： (1) 繞組聯(lián)成星形接于繞組聯(lián)成星形接于UL =380 V的三相電源上的三相電源上; (2) 繞組聯(lián)成三角形接于繞組聯(lián)成三

13、角形接于UL=220 V的三相電源上。的三相電源上。例例1:解解: (1)A1 . 6A8 .212922022PP ZUIW8 .2129291 . 63803cos322LL IUPWk2 . 38 . 01 . 63803 Wk2 . 3W8 . 05 .102203cos3LL IUPA1 . 6A8 .212922022PP ZUI(2)A5 .103PL II 比較比較(1), (2)的結(jié)果的結(jié)果: 有的電動(dòng)機(jī)有兩種額定電壓有的電動(dòng)機(jī)有兩種額定電壓, 如如220/380 V。當(dāng)電源電壓為當(dāng)電源電壓為380 V時(shí)時(shí), 電動(dòng)機(jī)的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成星形；電動(dòng)機(jī)的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成星形；當(dāng)電源電壓為當(dāng)

14、電源電壓為220 V時(shí)時(shí), 電動(dòng)機(jī)的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成三角形電動(dòng)機(jī)的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成三角形。在三角形和星形兩種聯(lián)結(jié)法中在三角形和星形兩種聯(lián)結(jié)法中, 相電壓、相電流相電壓、相電流以及功率都未改變以及功率都未改變，僅，僅三角形聯(lián)結(jié)情況下的線電流三角形聯(lián)結(jié)情況下的線電流比星形聯(lián)結(jié)情況下的線電流增大比星形聯(lián)結(jié)情況下的線電流增大 倍倍。3例例2:C ZYR 線電壓線電壓Ul為為380 V的三相電源上，接有兩組對(duì)稱(chēng)的三相電源上，接有兩組對(duì)稱(chēng)三相電源：一組是三角形聯(lián)結(jié)的電感性負(fù)載，每相三相電源：一組是三角形聯(lián)結(jié)的電感性負(fù)載，每相阻抗阻抗 ; 另一組是星形聯(lián)結(jié)的電阻性另一組是星形聯(lián)結(jié)的電阻性負(fù)載，每相電阻負(fù)載，每相電阻

15、R =10 , 如圖所示。試求：如圖所示。試求：(1)各組負(fù)載的相電流；各組負(fù)載的相電流；(2) 電路線電流；電路線電流；(3) 三相有功功率。三相有功功率。 373 .36Z設(shè)設(shè)解：解：V0380AB UV30220A U則則一相電壓與電流的相量圖如圖所示一相電壓與電流的相量圖如圖所示 A37-47.10A3736.30380ABAB ZUI A03-22YAYA RUI A6713.1803-37347.10A I A7 .463830226713.18YAAA IIIAUABUAYI AIAIWk4 . 2144809546W223803W8 . 013.183803cos3cos3YL

16、LLLY IUIUPPP-30o-67o-46.7o 三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載作三角形聯(lián)結(jié)，三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載作三角形聯(lián)結(jié)，UL =220V，當(dāng)，當(dāng)S1、 S2 均閉合時(shí)，各電流表讀數(shù)均為均閉合時(shí)，各電流表讀數(shù)均為17.3A，三相功率，三相功率 P = 4.5 kW，試求，試求: 1) 每相負(fù)載的電阻和感抗；每相負(fù)載的電阻和感抗； 2) S1合、合、S2斷開(kāi)時(shí)斷開(kāi)時(shí), 各電流表讀數(shù)和有功功率各電流表讀數(shù)和有功功率P； 3) S 1斷、斷、S 2閉合時(shí)閉合時(shí), 各電流表讀數(shù)和有功功率各電流表讀數(shù)和有功功率P。例例3：AAAS2ZABZBC或：或：P =I 2R P =UIcos tg =XL / R 223/32

17、.17220PPIUZLL3cosIUP 68. 0 1568. 022cos ZR 1 .16733. 022sin ZXL 解：解：(1) 由已知條件可求得由已知條件可求得AAAS2ZABZBC IA=IC =10A IB =17.32 A因?yàn)殚_(kāi)關(guān)因?yàn)殚_(kāi)關(guān)s s均閉合時(shí)均閉合時(shí) 當(dāng)當(dāng) 1合、合、2斷時(shí)，斷時(shí)，ZAB、ZBC 的相電壓和相電流不的相電壓和相電流不變，則變，則PAB、PBC不變。不變。AAAIB = 0A I1I2 P = 1/4 PAB+ 1/4 PBC +PCA = 0.375 W+ 0.375 W+ 1.5 W = 2.25 kWAAAS1AIA1IA2IPU+AIA1I

18、A2IPU+A605 . 02204070A2 IA6046.25 A5 .464 .30A2A1A IIIA012206030A1 IA01818. 8 VU .設(shè)設(shè) =220 0 某大樓電燈發(fā)生故障，第二層樓和第三層樓某大樓電燈發(fā)生故障，第二層樓和第三層樓所有電燈都突然暗下來(lái)，而第一層樓電燈亮度不變，所有電燈都突然暗下來(lái)，而第一層樓電燈亮度不變，試問(wèn)這是什么原因？這樓的電燈是如何聯(lián)接的？同試問(wèn)這是什么原因？這樓的電燈是如何聯(lián)接的？同時(shí)發(fā)現(xiàn)，第三層樓的電燈比第二層樓的電燈還暗些，時(shí)發(fā)現(xiàn)，第三層樓的電燈比第二層樓的電燈還暗些，這又是什么原因這又是什么原因？P 三三層層二層二層CU+一層一層 (

19、2) 當(dāng)當(dāng)P處斷開(kāi)時(shí)，二、三層樓的燈串聯(lián)接處斷開(kāi)時(shí)，二、三層樓的燈串聯(lián)接380V 電壓，電壓，所所以以亮度變暗，但一層樓的燈仍承受亮度變暗，但一層樓的燈仍承受220V電壓亮度不電壓亮度不變。變。(3) 因?yàn)橐驗(yàn)槿龢菬舳嘤诙菬艏慈龢菬舳嘤诙菬艏?, 所以三樓燈比所以三樓燈比二樓燈暗。二樓燈暗。P 三層三層二層二層一層一層CU+三表法三表法CCNBBNAANiuiuiupCBAPPPP三三相相四四線線制制*三三相相負(fù)負(fù)載載WABCN*WW二表法二表法 三相三線制三相三線制*三三相相負(fù)負(fù)載載WABC*WP=P1+P2*W1ABC*W2三三相相負(fù)負(fù)載載*W1ABC*W2三三相相負(fù)負(fù)載載*W1ABC*W2三三相相負(fù)負(fù)載載證明：證明： p=uAN iA + uBN iB+ uCN iC iA + iB+ iC=0 iC= (iA + iB) p= (uAN uCN)iA + (uBN uCN) iB = uACiA +uBC iB 設(shè)負(fù)載是設(shè)負(fù)載是Y型聯(lián)接型聯(lián)接P=UACIAcos 1 + UBCIBcos 2 W1W2iAACBiBiCNZAZBZC )30cos()30cos(0201llllIUP