三相電路功率課件

1、第五章:三相電路三相電源的連接本章內容:三相電路中電壓、電流和功率對稱三相電路的特點和計算不對稱三相電路的計算三相電壓電流的對稱分量5.1對稱三相正弦量三個頻率相同,有效值相同,相位互差120的正弦電壓(或電流)。對稱三相正弦量：NSZCYBXAZCYBXA+uA+uB+uC0ut瞬時值表達式相量表達式波形圖XAeA120eBeCZCYB120 2120120120三相電源中,各電壓達到同一量值的先后次序稱為相序。正序負序ABCACB對稱三相正弦量相量圖120120120對稱三相正弦量的特點:5-2三相電源和三相負載的連接二、三相電源的連接1.星形連接AB+NCABNC相電壓:端線到中線之間的

2、電壓。有效值UP線電壓:兩端線之間的電壓。有效值UL線電壓與相電壓的關系30 2三相電源和三相負載的連接相電壓對稱時，線電壓的有效值等于分別比對應的相電壓超前30。相電壓有效值的 倍，線電壓的相位如果則NABC 3三相電源和三相負載的連接2.三相電源的三角形連接AB+CABC線電壓就是相電壓三角形閉合回路中總電壓為零若一相繞組反接(C相)回路電壓為一相的兩倍內部環(huán)流將會很大 4三相電源和三相負載的連接二、三相負載的連接1.三相負載的星形連接AB+NCBCANZAZCZB線電流:流過端線的電流。相電流:流過各相負載的電流。線電流等于相電流。表示為中線電流:三相四線制 (Y/Y0)三相三線制 (Y

3、/Y)AB+NCBCANZAZCZB流過中線的電流。 5三相電源和三相負載的連接2.三相負載的三角形連接ABC線電流與相電流的關系如果三相電流對稱30接在對稱三相電源上的對稱三相負載為三角形連接時，線電流的有效值是相電流的 倍，其相位依次較對應的相電流滯后30。線電流之和為零三相負載接電源時的實際線路圖NABC照明電路星形連接電動機三角形連接電動機(一)練習例5-1 如圖所示電路中,加在星形連接負載上的三相電壓對稱,線電壓為380V。試求（1）三相負載每相阻抗為ZA=ZB=ZC=17.3+j10 時各相電流和中線電流; (2)斷開中線后的各相電流; (3)仍保持有中線,但ZC改為20時各相電流

4、和中線電流。BCANZAZCZB解 (1)由于三相電壓對稱各相電流為(二)練習（2）由于三相電流對稱,中線電流為零,斷開中線時三相電流不變。中線電流為 （三）練習例5-2 將上例中的負載該為三角形連接，接到同樣電源上。試求：（1）負載對稱時各相電流和線電流；（2）BC相負載斷開后的各相電流和線電流。ABC各相電流為各線電流為 （四）練習5.3 對稱三相電路的特點和計算對稱三相電路:三相電源對稱,三相負載對稱,三根端線的線路阻抗相同一、三相負載Y形連接的對稱三相電路+BCAZ1Z1Z1ZNACZ ZZNNBZ0Z0Z0 2對稱三相電路的計算中線電流負載相電壓線電流負載端線電壓NABCACB 3

5、對稱三相電路的計算對稱三相電路的特點:2.各相電流僅由各相電源電壓和各相阻抗決定。1.中線不起作用。3.三相電路可歸結為一相來計算，將N、N兩點短接，其余兩相的電壓和電流根據(jù)對稱性推出。4.負載作三角形連接時,可等效為Y形連接,不論電源如何連接,都可虛擬為星形連接,求出對稱的相電壓,再歸結為單相進行計算.NANZ1+ZAZ0 一練習例5-3 線電壓為380V的三相對稱電源供給兩組對稱負載,如圖所示,星形連接負載每相阻抗為Z1=12+j16 ,三角形連接負載每相阻抗為Z2=48+j36,每根導線阻抗為Zl=1+j2。試求各相負載的相電流、線路中的電流、每相阻抗的功率及電源的功率。ZlZ1Z2AB

6、CZlZ1Z2ABCN1N2解 把三角形連接負載化為等效星形連接負載 二練習電源可看成星形連接,設相電壓為ZlZ1Z2AN總阻抗為三練習其它各相電流可按對稱情況推出星形連接負載的功率三角形連接負載的功率電源的功率一臺三相感應電動機作Y形連接,每相等效阻抗 Z=7.6+j5.7，每根端線的線路阻抗 Z1=0.4+j0.3 ,接在線電壓為380V的對稱三相電源四上求: (1) 線電流 ; (2) 負載端電壓。解 BANBCCZ ZZ+A+Z1Z1Z1Z1ZANNA+線電流練習五 (2)負載相電壓(3)負載端線電壓NABACB36.9C練習六如圖所示是一對稱三角形負載中的一相,每相阻抗為19.2+j

7、14.4,接在線電壓為380V的對稱三相電源上。求（1）線電流; (2)相電流；（3）負載端電壓。+AANNZ1ZY+解 （1）線電流（2）負載相電流（3）負載端電壓練習5.4不對稱三相電路的計算三個相電流(線電流)+NBCAZ1Z1Z1ACBZAZCZB+ZNN應用彌爾曼定理得各相負載相電壓不對稱三相電路的計算2中線電流稱為中性點位移則ACBNN當負載對稱時當負載對不稱時在三相三線制中,ZN=,中點位移最大。如ZN=0,無中性點位移。一練習例5-4 如圖所示為一相序測定器，它是一個簡單的星形連接的不對稱電路，其中A相接入電容，B、C相接入瓦數(shù)相同的燈泡。設1/c=R=1/G，電源是對稱電壓，

8、如何根據(jù)兩燈泡承受的電壓確定相序？RNCRABCNN 二練習例5-5 三相電塬電壓對稱,三相對稱負載作星形連接,試用位形圖分析: (1) A相負載短路; (2) A相負載開路時各相電壓的變化情況。（1）A相負載短路ZA=0BCNNANZAZCZBBCA 三練習四（2）A相負載開路ZANZAZCZBBCABCNANUCNUBN練習 五練習 六練習例5-6 有一星形連接的三相對稱負載接到不對稱的三相電源,無中線,三個線電壓 為已知, 每相負載導納為Y,如圖 所示,試畫出電壓位形圖,以求取三相負載的相電壓。AB+NBCACYYYNABCN不對稱三相電路的計算綜合以上分析,可以歸納為:1.不對稱Y形三

9、相負載,必須連接中性線,而且為防止中性線斷開,中性線必須有足夠的機械強度，不允許裝開關和熔絲。2.有單相負載組成不對稱Y形三相負載，安裝時總是力求各相負載接近對稱，中性線電流一般小于各線電流，中性線導線可以選用比三根端線小一些的截面。3.因為中性點有位移，即使電源中性點N接地（中性線叫作零線），但負載中性點N與大地電位不相等，因此零線不能稱為地線。5-5三相電路的功率一、有功功率、無功功率、視在功率1.有功功率在對稱三相電路中Y形連接時形連接時2.無功功率3.視在功功率與功率因數(shù)功率因數(shù)在對稱三相電路中在對稱三相電路中 2三相電路的功率二、對稱三相電路中的瞬時功率對稱三相制的瞬時功率是一個常量

10、,其值等于平均功率。它們的和為 3三相電路的功率例5-7 有一三相負載，每相等效阻抗為29+j21.8,試求下列兩種情況下的功率; (1)連接成星形接于Ul =380V三相電源上; (2) 連接成三角形接于Ul=220V三相電源上。解 （1）三相負載接成星形（2）三相負載接成三角形 4三相電路的功率例5-8 兩組對稱感性負載并聯(lián)運行，一組負載接成三角形，功率為10KW，功率因數(shù)為0.8;另一組接成星形,功率為7.5KW,功率因數(shù)為0.88。電源到負載的傳輸線每根阻抗為Z1=0.2+j0.3,如果電源是對稱的,且負載的線電壓為Ul=380V,試求電源的線電壓。解 可歸結為一相計算+ZlZ1Z2+

11、 5三相電路的功率三、三相功率的測量1.三功率表法三相負載W1W2CBA三相負載W1W3W2NCBA適應三相四線制電路2.兩功率表法兩功率表法適應三相三線制電路在三相三線制電路中 6三相電路的功率三相平均功率兩功率表讀數(shù)之和兩功率表讀數(shù)為 7三相電路的功率例5-9 用雙功率表法測量對稱三相負載(負載阻抗為Z)的功率,設電源線電壓為380V,負載接成星形。在下列幾種情況下，試求每個功率表的讀數(shù)和三相功率：（1）Z=8+j6；（2）Z=10；（3）Z=5+j10。（3）當負載阻抗為Z=10（1）當負載阻抗為Z=8+j6時 8 三相電路的功率（3）當負載阻抗為Z=5+j105.6三相電壓和電流的對稱

12、分量一、三相制的對稱分量在三相電路中,凡是量值相等、頻率相同、相位差彼此相等的三個正弦量就是一組對稱分量。1. 正序對稱分量 22. 負序對稱分量三相電壓和電流的對稱分量3. 零序對稱分量 3三相電壓和電流的對稱分量將三組同頻率的對稱分量相加,可得到一組同頻率的不對稱三相正弦量 4三相電壓和電流的對稱分量任意一組同頻率的不對稱三相正弦量(如電壓或電流)都可分解為三組頻率相同、相序不同的對稱正弦量，即對稱分量。 （一）練習 將星形連接對稱三相負載A相短路后三相負載的相電壓分解成對稱分量解 三個負載的相電壓為零序、正序、負序對稱分量為 5三相電壓和電流的對稱分量 二、三相制對稱分量的一些性質三線制電路的線電流中不含零序分量。如果三線制電路的線電流不對稱，線電流中含有了零序分量。中線電流等于線電流的零序分量的三倍。線電壓中不含零序分量。如果線電壓不對稱，線電壓中含有負序分量。一組不對稱三相正弦量中，某一相的量為零，其各序分量不一定都為零。（二）練習 例-11 不對稱星形連接負載的各相組抗分別為ZA=3+