電路分析：Ch12三相電路

Chapter12三相電路Three-phaseCircuit主要內(nèi)容三相電源和三相電路對稱三相電路的計算不稱三相電路的計算三相電路的功率2Chapter12三相電路目前世界上電力系統(tǒng)所采用的供電方式，幾乎都屬于三相制。三相制：由三個頻率、幅值相同而初相位不同的電動勢供電的體系。三相制所以獲得廣泛應(yīng)用，主要是它在發(fā)電、輸電和用電等方面都有許多優(yōu)點。如：在單相電路中的瞬時功率是隨時間交變的，但對稱三相電路的總瞬時功率卻是恒定的，因而三相電動機能產(chǎn)生恒定的轉(zhuǎn)矩。在發(fā)電機尺寸相同下，三相發(fā)電機比單相發(fā)電機的輸出功率高。日常生活用電是取自三相制中的一相。3Chapter12三相電路12.1

三相電源和三相電路一臺三相交流發(fā)電機可以同時產(chǎn)生三個頻率相同、幅值相等，初相位互差120的正弦交流電壓。將它們按一定方式聯(lián)接，構(gòu)成對稱三相正弦交流電源，簡稱三相電源。其中三相交流發(fā)電機ByzxSNAC+uAAx+uBBy+uCCz12.1三相電源和三相電路12.1.1

三相電源4Chapter12三相電路相序：三相電源到達正最大值的先后次序。相序為A-B-C，稱為正序或順序。反之，若C-B-A則稱為反序或逆序。三相電源的相量表示式：三相對稱電源的特點：

uA+uB+uC

=0或t0uAuBuC12.1三相電源和三相電路5Chapter12三相電路三相電路：由三相電源和三相負載構(gòu)成的電路。1.

三相電源的供電方式三相四線制中點或零點火(端)線中線線電壓：端線間的電壓相電壓：端線與中點的電壓有效值用Ul表示。有效值用Up表示。（1）星形聯(lián)接或12.1.2

三相電路12.1三相電源和三相電路6Chapter12三相電路線、相電壓之間的相量關(guān)系由相量運算可得30°12.1三相電源和三相電路7Chapter12三相電路（2）三角形聯(lián)接2.

三相負載三相負載：三相電動機、三相變壓器由單相負載（如電燈、電視）組成三相負載。若3個負載都相等，即則稱對稱負載，否則稱不對稱負載。12.1三相電源和三相電路8Chapter12三相電路三相電源和三相負載聯(lián)接所組成的系統(tǒng)：Y-Y三相系統(tǒng)-三相系統(tǒng)Y-三相系統(tǒng)-Y三相系統(tǒng)12.1三相電源和三相電路9Chapter12三相電路Y-Y三相四線制系統(tǒng)12.1三相電源和三相電路10Chapter12三相電路NABCZCZBZAM3~三相四線制三角形連接星形連接三相負載采用何種連接方式由負載的額定電壓決定。當(dāng)負載額定電壓等于電源線電壓時采用三角形連接；當(dāng)負載額定電壓等于電源相電壓時采用星形連接。12.1三相電源和三相電路11Chapter12三相電路12.2對稱三相電路的計算設(shè)n點為參考點，用結(jié)點電壓法：n-N點相當(dāng)于短路，則三相電路可拆成一相電路來計算。1.負載Y連接12.2對稱三相電路的計算12Chapter12三相電路根據(jù)電路的對稱性，可推出其余2相的電流。中線電流為可以證明負載端的相電壓、線電壓亦具有對稱性。12.2對稱三相電路的計算13Chapter12三相電路2.負載△連接30由相量圖得14Chapter12三相電路結(jié)論：在三相對稱電路中，當(dāng)負載Y連接時△連接時12.2對稱三相電路的計算15Chapter12三相電路已知對稱三相電路Z=19.2+j14.4，Zl

=3+j4，Ul

=380V，求負載端的相電流、線電流?？苫癁閷ΨQY-Y系統(tǒng)計算。若令解：例12.112.2對稱三相電路的計算16Chapter12三相電路12.2對稱三相電路的計算17Chapter12三相電路12.3不對稱Y-Y三相電路的計算在中線的作用下，各相負載的端電壓與電源電壓一致，保持對稱與獨立的關(guān)系。各相仍可分別獨立計算由于相電流不對稱，中線電流一般不為零，即12.3.1

有中線的情況12.3不對稱三相電路的計算18Chapter12三相電路負載中點電壓中點偏移Nn負載端電壓不對稱中線的作用：強迫負載中點電位為零。12.3.2無中線的情況12.3不對稱三相電路的計算19Chapter12三相電路例12.2三相四線制電源，相電壓220V三相照明負載：RA=5ΩRB=10Ω，RC=20Ω求:（1）負載電壓、電流及中線電流。解：因為有中線，則UAN'=UBN'=UCN'=UP=220V已知：RCRARBABCNN′12.3不對稱三相電路的計算20Chapter12三相電路RCRARBABCNN′（2）A相短路時負載電壓、電流。UAN'=0UBN'=UCN'=UP=220VIA很大，A相熔斷器熔斷。IB、IC不變。（3）A相開路時負載電壓、電流。IA＝0B、C相不受影響。UBN′、UCN′、IB、IC均不變。12.3不對稱三相電路的計算21Chapter12三相電路RCRARBABCNN′（4）中線斷開，且A相短路時負載電壓、電流。UBN′＝UCN′＝380V均大于負載的額定電壓，不允許！12.3不對稱三相電路的計算22Chapter12三相電路（5）中線斷開，且A相開路時負載電壓、電流。RCRARBABCNN′B相電壓小于負載的額定電壓，電燈發(fā)暗。C相電壓大于負載的額定電壓，不允許！12.3不對稱三相電路的計算23Chapter12三相電路已知：對稱線電壓，設(shè)XC=R。求：2個燈泡上的電壓，并以燈泡的亮度判斷其相序。設(shè)接電容的一相為A相，且以A相為參考相量。相序指示器電路，用于確定3根端線的相序。由結(jié)點法得：例12.3解：12.3不對稱三相電路的計算24Chapter12三相電路B相燈泡上的電壓為C相燈泡上的電壓為說明當(dāng)接電容的一相為A相時，燈泡較亮的相為B相，燈泡較暗的為C相。各端線的相序為：接電容線(A)燈泡較亮線(B)燈泡較暗線(C)12.3不對稱三相電路的計算25Chapter12三相電路12.4三相電路的功率P=3PA=3UPIPcoszQ=3QA=3UPIPsinz若三相負載對稱，則ZA=ZB=ZC=Z=Zz，此時有三相負載吸收的總平均功率P、無功功率Q分別為各相負載吸收的平均功率、無功功率之和。P=PA+PB+PCQ=QA+QB+QC12.4.1三相電路的功率12.3三相電路的功率26Chapter12三相電路當(dāng)負載Y形聯(lián)接時

當(dāng)負載△形聯(lián)接時

三相電路的功率：三相電路的功率12.3三相電路的功率27Chapter12三相電路由此可見，Y、△形聯(lián)接的對稱三相負載的平均功率、無功功率均可用線電壓、線電流表示注意：式中的

z是相電壓與相電流的相位差，即為負載的阻抗角，并不是線電壓與線電流的相位差。對稱三相負載視在功率和功率因數(shù)分別定義如下12.3三相電路的功率28Chapter12三相電路12.4.3三相電路功率的測量(1)三表法：若負載對稱，則需一塊表，讀數(shù)乘以

3。*三相負載WWWABCN*****在三相四線制電路中，采用三功率表法測量三相負載的功率12.3三相電路的功率29Chapter12三相電路(2)二表法：這種量測線路的接法是將兩個功率表的電流線圈接到任意兩相中，而將其電壓線圈的公共點接到另一相沒有功率表的線上。若W1的讀數(shù)為P1

，W2的讀數(shù)為P2

，則P=P1+P2

即為三相總功率。三相負載W1ABC****W212.3三相電路的功率30Chapter12三相電路證明：2個功率表指示的功率之和等于三相負載的功率。p=uAiA+uBiB+uCiC∵iA+iB+iC

=0∴iC

=

iAiBp=(uA

uC)iA+(uB

uC)

iB取平均值P=UACIAcos1+UBCIBcos2式中1是uAC和iA的相位差；2是uBC和iB的相位差。UACIAcos1W1UBCIBcos2W2=uAC

iA+uBC

iB12.3三相電路的功率31Chapter12三相電路例12.4對稱三相三線制的線電壓每相負載阻抗為求：負載為星形及三角形兩種情況下的電流和三相功率。解：（1）負載星形連接時，相電壓的有效值為：三相總功率為：線電流等于相電流：設(shè)：12.3三相電路的功率32Chapter12三相電路（2）當(dāng)負載為三角形連接時，相電壓等于線電壓，已知：相電流為：線電流為：三相總功率為：由此可知，負載由星形連接改為三角形連接后，相電流增加到原來的倍，線電流增加到原來的3倍，功率增加也到原來的3倍。12.3三相電路的功率33Chapter12三相電路對稱三相電源線電壓為380V，接有2組對稱負載。已知：Z1=30+j40；電動機的功率為1.7kW，功率因數(shù)是0.8(感性)。例12.5(1)求線電流及電源發(fā)出的總功率;(2)畫出二表法測電動機功率的接線圖，并求出每個功率表的讀數(shù)。12.3三相電路的功率34Chapter12三相電路電動機可用一Y形對稱負載替代，每相阻抗為ZM。設(shè)對電動機負載，有又由cos=0.8，解：(1)求線電流及電源發(fā)出的總功率;得

=36.9°(感性)12.3三相電路的功率35Chapter12三相電路三相電源發(fā)出的總功率為(2)畫出二表法測電動機功率的接線圖，并求出每個功率表的讀數(shù)。&&間的相位差與12.3三相電路的功率36Chapter12三相電路表W1的讀數(shù)P1：兩表的讀數(shù):P1=UACIA2cos1=3803.23cos(–30+36.9

)=1218.5W表W2的讀數(shù)P2：P2=UBCIB2cos2=3803.23cos(–156.9+90

)=481.6W2個功率表指示之和為P1+P2=1218.5+481.6=1700.1W

P1+P2=PM12.3三相電路的功率37Chapter12三相電路三相電源和三相電路三相電源星形聯(lián)接時，線電壓和相電壓之間有如下關(guān)系：三相電源星形聯(lián)接時