電工技術(shù)講課資料三相電路

三相電路11.1

三相電路11.2

線電壓(電流)與相電壓(電流)的關(guān)系11.3

對稱三相電路的計算11.5

三相功率11.4

不對稱三相電路的概念第11章三相電路本章要求：

1.搞清對稱三相負(fù)載Y和△聯(lián)結(jié)時相線電壓、相線電流關(guān)系。

2.掌握三相四線制供電系統(tǒng)中單相及三相負(fù)載的正確聯(lián)接方法。

3.掌握對稱三相電路電壓、電流及功率的計算。

4.理解中電位移、中線的作用等概念。2.三相制供電方式比單相制供電方式具有明顯的優(yōu)越性.例如:(1)三相交流發(fā)電機(jī)和變壓器比同容量的單相交流發(fā)電機(jī)和變壓器節(jié)省材料、體積小,有利于制造大容量發(fā)電機(jī)組.(2)在輸電電壓、輸送功率和線路損耗相同的條件下,三相輸電線路比單相輸電線路節(jié)省有色金屬25%.(3)三相電流能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,從而制造出結(jié)構(gòu)簡單、性能良好、運(yùn)行可靠的三相異步電動機(jī).前言1.三相制供電方式由三個頻率相同、最大值相等、相位互差120°的正弦電壓源所組成的三相電源供電系統(tǒng).11.1

三相電路1.三相電源

圖4.1.2三相電源示意圖(尾端)uBBYCZ(首端)+–

–XA+–uA+uC(1)對稱三相電源電壓的表示三相電壓瞬時表示式相量表示a=1120其中：若以uA參考正弦量,則有相量圖波形圖u0uAuBuC2120°240°360°相量表示UBUA..120°120°120°UC.三相電壓瞬時表示式對稱三相電壓的瞬時值之和為0三相交流電到達(dá)正最大值的順序稱為相序。最大值相等頻率相同相位互差120°稱為對稱三相電壓三個正弦交流電壓滿足以下特征供電系統(tǒng)三相交流電的相序?yàn)锳

B

C(2)三相電源的聯(lián)結(jié)+BAC–++––三角形聯(lián)結(jié)：C中性點(diǎn)–+–NNBA–+–+–+++–星形聯(lián)結(jié)：端線(相線、火線)中性線(零線、地線)在低壓系統(tǒng),中性點(diǎn)通常接地，所以也稱地線。2.三相負(fù)載星形聯(lián)結(jié)：三角形聯(lián)結(jié)：ZABZBCZCAACB+++–––ZBZCZAN'3.三相電路(1)

三相四線電路AB電源C保險絲三相四線制380/220伏N

額定相電壓為220伏的單相負(fù)載

額定線電壓為380伏的三相負(fù)載(2)

三相三線電路11.2線電壓(電流)與相電壓(電流)的關(guān)系根據(jù)KVL定律由相量圖可得相量圖30°中性點(diǎn)–+–NNBA–+–+–+++_1.線電壓與相電壓的關(guān)系（1）Y聯(lián)結(jié)電源：同理（2）△聯(lián)結(jié)電源：–++–+BAC–2.線電流與相電流的關(guān)系線電流：流過端線的電流相電流：流過每相負(fù)載的電流結(jié)論：負(fù)載Y聯(lián)結(jié)時，線電流等于相電流。Y:三相三線制Y0：三相四線制(1)Y聯(lián)結(jié)負(fù)載+ZBZCZAN'N++–––N電源中性點(diǎn)N′負(fù)載中性點(diǎn)1)負(fù)載端的線電壓＝電源線電壓2)負(fù)載的相電壓＝電源相電壓3)線電流＝相電流Y

聯(lián)結(jié)時：4)中線電流負(fù)載Y聯(lián)結(jié)帶中性線時,可將各相分別看作單相電路計算+ZBZCZAN'N++–––(2)△聯(lián)結(jié)負(fù)載線電流:

流過端線的電流相電流:

流過每相負(fù)載的電流

、、ZABZBCZCAACB+++–––線電流不等于相電流(b)相電流(a)負(fù)載相電壓=電源線電壓即:UP

=UL

一般電源線電壓對稱，因此不論負(fù)載是否對稱，負(fù)載相電壓始終對稱,即

分析ZABZBCZCAACB+++–––相電流：線電流：UAB=UBC=UCA=Ul=UP相量圖BCABCABCABCA30°負(fù)載對稱時,相電流對稱，即BC(c)線電流由相量圖可求得為此線電流也對稱，即

線電流比相應(yīng)的相電流滯后30即：11.3對稱三相電路的計算,各相獨(dú)立,可將各相分別看作單相電路計算'+–NNZA取A相:+ZBZCZAN+––ZNN'+–負(fù)載對稱時,中性線無電流,

可省掉中性線。11.3對稱三相電路的計算所以負(fù)載對稱時，三相電流也對稱。

負(fù)載對稱時，只需計算一相電流，其它兩相電流可根據(jù)對稱性直接寫出。+ZBZCZAN'N++–––例1：N+++–––NRARBRCACB若RA=RB=RC=5，求線電流及中性線電若RA=5,RB=10,RC=20,求線電流及

一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)電源線電壓。負(fù)載為電燈組，流IN;中性線電流IN。中性線電流解：已知：N+++–––NRARBRCACB(1)線電流

三相對稱(2)三相負(fù)載不對稱（RA=5、RB=10、RC=20）

分別計算各線電流中性線電流作業(yè):P25811-111-2Thanks!11.3不對稱三相電路的概念+ZBZCZAN+––ZNN'+–N′點(diǎn)與N點(diǎn)不等電位,這種現(xiàn)象稱為中電位移.導(dǎo)致負(fù)載端的電壓不對稱N′N對中線的要求:1.中線應(yīng)有一定的機(jī)械強(qiáng)度.2.中線上不允許裝熔斷器.結(jié)論:在三相四線電路中,中線的作用是非常重要的,它可使電源中性點(diǎn)N與負(fù)載中性點(diǎn)N′的電位相等.1.什么情況下中點(diǎn)位移最嚴(yán)重？2.上例中中線的作用是什么？討論相序指示器的工作原理：利用三相三線電路不對稱時，負(fù)載上的相電壓不平衡的原理制成。例1:求例1電路中性線斷開時負(fù)載的相電壓及相電流。則節(jié)點(diǎn)電壓負(fù)載電壓NNRBRC.RA+++++++–––––––解：設(shè)例2：照明系統(tǒng)故障分析解:

(1)A相短路1)中性線未斷

NRARCRBABNC

此時A相短路電流很大，將A相熔斷絲熔斷，而

B相和C相未受影響，其相電壓仍為220V,正常工作。

在上例中，試分析下列情況

(1)A相短路:中性線未斷時，求各相負(fù)載電壓；中性線斷開時，求各相負(fù)載電壓。

(2)A相斷路:中性線未斷時，求各相負(fù)載電壓；中性線斷開時，求各相負(fù)載電壓。

此情況下，B相和C相的電燈組由于承受電壓上所加的電壓都超過額定電壓（220V)，這是不允許的。2)A相短路,中性線斷開時,

此時負(fù)載中性點(diǎn)N′即為A,因此負(fù)載各相電壓為

ABNCN′iAiCiB+++–––(2)A相斷路2)中性線斷開B、C相燈仍承受220V電壓,正常工作。1)中性線未斷變?yōu)閱蜗嚯娐?，如圖(b)所示,由圖可求得IBCU′AU′B+––+(b)

NRARCRBABNC(a)結(jié)論

（1）不對稱負(fù)載Y聯(lián)結(jié)又未接中性線時，負(fù)載相電壓不再對稱，且負(fù)載電阻越大，負(fù)載承受的電壓越高。（2）中線的作用：保證星形聯(lián)結(jié)三相不對稱負(fù)載的相電壓對稱。（3）照明負(fù)載三相不對稱，必須采用三相四線制供電方式，且中性線（指干線）內(nèi)不允許接熔斷器或刀閘開關(guān)。相電壓與相電流的相位差4.4

三相功率無論負(fù)載為Y或△聯(lián)結(jié)，每相有功功率都應(yīng)為

Pp=Up

Ip

cosp對稱負(fù)載聯(lián)結(jié)時：同理對稱負(fù)載Y聯(lián)結(jié)時：當(dāng)負(fù)載對稱時：P=3UpIpcosp所以正誤判斷對稱負(fù)載Y聯(lián)結(jié)+ZBZCZAN'N++–––對稱負(fù)載Y聯(lián)結(jié)正誤判斷

有一三相電動機(jī),每相的等效電阻R=29,等效感抗XL=21.8,試求下列兩種情況下電動機(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：

(1)繞組聯(lián)成星形接于UL

=380V的三相電源上;(2)繞組聯(lián)成三角形接于UL=220V的三相電源上。例1:解:(1)(2)

比較(1),(2)的結(jié)果:

有的電動機(jī)有兩種額定電壓,如220/380V。當(dāng)電源電壓為380V時,電動機(jī)的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成星形；當(dāng)電源電壓為220V時,電動機(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,相電壓、相電流以及功率都未改變，僅三角形聯(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倍。例2:各電阻負(fù)載的相電流

由于三相負(fù)載對稱，所以只需計算一相，其它兩相可依據(jù)對稱性寫出。ABC

線電壓Ul為380V的三相電源上，接有兩組對稱三相電源：一組是三角形聯(lián)結(jié)的電感性負(fù)載，每相阻抗;另一組是星形聯(lián)結(jié)的電阻性負(fù)載，每相電阻R=10,如圖所示。試求：各組負(fù)載的相電流；(2)電路線電流；(3)三相有功功率。設(shè)解：負(fù)載星形聯(lián)接時，其線電流為負(fù)載三角形聯(lián)解時，其相電流為(2)電路線電流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(3)三相電路的有功功率-30o-67o-46.7o

三相對稱負(fù)載作三角形聯(lián)結(jié)，UL

=220V，當(dāng)S1、

S2均閉合時，各電流表讀數(shù)均為17.3A，三相功率

P=4.5kW，試求:

1)每相負(fù)載的電阻和感抗；

2)S1合、S2斷開時,各電流表讀數(shù)和有功功率P；

3)S

1斷、S

2閉合時,各電流表讀數(shù)和有功功率P。例3：ZCAAAAS1S2ZABZBCCAB或：P=I2RP=UIcos

tg=XL/R

解：(1)由已知條件可求得ZCAAAAS1S2ZABZBCCAB2)S1閉合、S2斷開時

IA=IC=10AIB

=17.32A

流過電流表A、C

的電流變?yōu)橄嚯娏鱅P，流過電流表B的電流仍為線電流IL

。因?yàn)殚_關(guān)s均閉合時

每相有功功率P=1.5kW

當(dāng)S1合、S2斷時，ZAB、ZBC

的相電壓和相電流不變，則PAB、PBC不變。P=PAB+PBC

=3kWS1AAAS2ZABZCAZBCCABIB

=0A3)S1斷開、S2閉合時變?yōu)閱蜗嚯娐穁ABZBCZCAACI1I2

I1仍為相電流

IP

，

I2

變?yōu)?/2

IP

。IA=IC

=10A+5A=15A

I2

變?yōu)?/2

IP，所以AB、BC

相的功率變?yōu)樵瓉淼?/4

。

P=1/4PAB+1/4PBC+PCA

=0.375W+0.375W+1.5W

=2.25kWAAAS1S2ZAB