不對(duì)稱三相電路的分析

不對(duì)稱三相電路的分析第一頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日三相電路不對(duì)稱的原因常見(jiàn)的不對(duì)稱三相電路是指三相負(fù)載不對(duì)稱，即ZA≠ZB≠ZC，或者YA≠YB≠YC。在電力系統(tǒng)中除三相電動(dòng)機(jī)等對(duì)稱三相負(fù)載外，還有許多由單相負(fù)載組成的三相負(fù)載。人們盡可能把它們平均分配在各相上，但往往不能完全平衡，而且這些負(fù)載不都是同時(shí)運(yùn)行的。當(dāng)三相系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)也會(huì)引起不對(duì)稱。第二頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日典型的不對(duì)稱三相電路(1)某相負(fù)載開(kāi)路

（a）A相開(kāi)路電路圖(b)相量圖如圖(a)所示的A相開(kāi)路電路。則此時(shí)電路完全變成一個(gè)串聯(lián)的回路。兩相負(fù)載承受的電壓為BC線電壓的一半。由圖(b)中的相量圖可見(jiàn)中點(diǎn)位移的位置。這種現(xiàn)象對(duì)于負(fù)載用戶來(lái)說(shuō)，電壓幅值減小了，一般不會(huì)對(duì)用戶的負(fù)載造成很大程度的損壞。

第三頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日典型的不對(duì)稱三相電路(2)某相負(fù)載短路

(a)

A相短路電路(b)相量圖

如圖(a)所示為A相短路電路。此時(shí)兩個(gè)中點(diǎn)NN'

直接被一相電壓連起來(lái)，造成另外兩相的負(fù)載直接承受線電壓幅值。由圖(b)中的相量圖可見(jiàn)，中點(diǎn)位移直接接到三角形的頂點(diǎn)。這種情況往往會(huì)造成負(fù)載在很大程度上損失。為避免出現(xiàn)上述不對(duì)稱情況，需采取必要的措施，使電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行有充分的保障。

第四頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日不對(duì)稱星形連接的三相電路UA-+YAUB-+YBUC-+YCSBACNN’IAIBICINZN（YA++YBYC）UN'NYAYBYC++UAUBUC=典型的不對(duì)稱三相電路(3)第五頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日不對(duì)稱星形負(fù)載的相電壓(S斷開(kāi))開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，由節(jié)點(diǎn)電壓法分析可知：

各相電壓為UAN'=UA－UN'NUBN'=UB－UN'NUCN'=UC－UN'N++YAUN'N=YBYC++YAYBYCUAUBUC≠0第六頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日UA-+YAUB-+YBUC-+YCSBACNN’IAIBICINZN各相電壓為UAN'=UA－UN'NUBN'=UB－UN'NUCN'=UC－UN'NUAN'ZAUBN'ZBUCN'ZC第七頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日不對(duì)稱星形連接負(fù)載的相量圖NN'UAUBUCUN'NUAN'UBN'UCN'中性點(diǎn)位移第八頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日UA-+YAUB-+YBUC-+YCSBACNN’IAIBICINZN中線電流為IN=IA+IB+IC第九頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日結(jié)論負(fù)載不對(duì)稱而又沒(méi)有中線時(shí)，負(fù)載的相電壓就不對(duì)稱。當(dāng)負(fù)載的相電壓不對(duì)稱時(shí)，勢(shì)必引起有的相的電壓過(guò)高，高于負(fù)載的額定電壓；有的相的電壓過(guò)低，低于負(fù)載的額定電壓。這都是不容許的。三相負(fù)載的相電壓必須對(duì)稱。第十頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日例2求負(fù)載相電壓、負(fù)載電流及中線電流。IN負(fù)載為電燈組，在額定電壓下其電阻分別為RA=5Ω，RB=10Ω，RC=20Ω。（燈泡的額定電壓為220V）第十一頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日例2求負(fù)載相電壓、負(fù)載電流及中線電流。解：在負(fù)載不對(duì)稱而有中線的情況下，負(fù)載相電壓和電源相電壓相等，也是對(duì)稱的，其有效值為220V。IN第十二頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日例2求解過(guò)程各相電流為：IA=UA/RA=2200。/5=440。A

IB=UB/RB=220-120。/10=22-120。A

IC=UC/RC=220120。/20=11120。A

中線電流為:

IN=IA+IB

+IC=440。+22-120。+11120。=27.5-j9.45=29.1-19。A第十三頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日在上例中如果（1）A相短路而有中線時(shí)；（2）A相短路而中線又?jǐn)嚅_(kāi)時(shí)。第十四頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日分析過(guò)程（1）A相短路而有中線時(shí)；解：（1）此時(shí)A相短路電流很大，將A相中的熔斷器熔斷，而B(niǎo)相和C相未受影響，其相電壓仍為220V。第十五頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日分析過(guò)程（2）A相短路而中線又?jǐn)嚅_(kāi)時(shí)。（2）此時(shí)負(fù)載中點(diǎn)N’即為A，因此負(fù)載各相電壓為：UAR=0UBA

=380VUCA

=380V可見(jiàn)，B、C兩相電壓都超過(guò)電燈額定電壓，這是不容許的。第十六頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日中線的作用中線的作用就在于使星形連接的不對(duì)稱負(fù)載的相電壓對(duì)稱。為了保證負(fù)載的相電壓對(duì)稱，就不應(yīng)讓中線斷開(kāi)。因此，為防止誤動(dòng)作，規(guī)定中線內(nèi)不允許接入熔斷器或閘刀開(kāi)關(guān)。第十七頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日應(yīng)用：三相電路接零保護(hù)系統(tǒng)三相電路系統(tǒng)的用電安全－保護(hù)接零

(a)工作零線兼作保護(hù)零線圖(a)為一般的接零保護(hù)，以工作零線兼作保護(hù)零線。工作原理：在當(dāng)電路的某相帶電部分觸及設(shè)備外殼時(shí)，通過(guò)外殼形成該相對(duì)零線的單相短路（稱碰殼短路），此時(shí)，短路電流很大可以使線路上保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，切斷電源。

UA-+．UC-+．R1R2ABCNUB-+．第十八頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日UC-+．R1R2ABCNUB-+．UA-+．三相電路系統(tǒng)的用電安全－保護(hù)接零

(b)

重復(fù)接地保護(hù)圖（b）為重復(fù)接地保護(hù)，在進(jìn)入用戶端，一處或多處通過(guò)接地裝置再次與大地連接，接地電阻R2很小。該裝置除可以起到圖(a)的保護(hù)作用之外，還可以使在零線斷線、相線零線接錯(cuò)時(shí)所產(chǎn)生的危險(xiǎn)能夠快速反應(yīng)而斷電保護(hù)。

第十九頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日UC-+．R1R2ABCNUB-+．

(c)專用保護(hù)線三相電路系統(tǒng)的用電安全－保護(hù)接零

圖（c）為專用保護(hù)線。從電源的中性點(diǎn)處直接接出一根專用保護(hù)線到用戶。它是目前國(guó)際上流行的三相電路保護(hù)系統(tǒng)，稱為三相五線制保護(hù)系統(tǒng)。我國(guó)也開(kāi)始逐漸采用這種三相五線制。不過(guò)多數(shù)情況下仍然采用圖(a)或圖(b)的方法。UA-+．第二十頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日三相電路小結(jié)1三相電源的兩種聯(lián)接方法：1.星形接法：UL=3UP，且線電壓比相應(yīng)相電壓超前300。2.三角形接法：UL=UP。三相負(fù)載的兩種聯(lián)接方法：1.星形接法：UL=3UP，在相位上，線電壓比相應(yīng)相電壓超前300；IL=IP。2.