電路-第12章 三相電路

第11章三相電路重點

1.三相電路的基本概念

2.對稱三相電路的分析

3.不對稱三相電路的概念

4.三相電路的功率1.對稱三相電源的產(chǎn)生通常由三相同步發(fā)電機產(chǎn)生，三相繞組在空間互差120°，當轉子以均勻角速度

轉動時，在三相繞組中產(chǎn)生感應電壓，從而形成對稱三相電源。NSooIwAZBXCY三相同步發(fā)電機示意圖11.1三相電路（1）

瞬時值表達式A+–XuAB+–YuBC+–ZuC（2）

波形圖A、B、C三端稱為始端，X、Y、Z三端稱為末端。

t

uAuBuuCO（3）

相量表示120°120°120°（4）

對稱三相電源的特點正序(順序)：A—B—C—A負序(逆序)：A—C—B—AABC以后如果不加說明，一般都認為是正相序。（5）

對稱三相電源的相序ABC三相電源中各相電源經(jīng)過同一值(如最大值)的先后順序2.三相電源的聯(lián)接把三個繞組的末端X,Y,Z

接在一起，把始端A,B,C

引出來+–ANX+–BY+–CZA+–X+–+–BCYZABCN

X,Y,Z接在一起的點稱為Y聯(lián)接對稱三相電源的中性點，用N表示。（1）星形聯(lián)接(Y聯(lián)接)（2）三角形聯(lián)接(聯(lián)接)+–AXBYCZ+–+–A+–X+–+–BCYZABC三角形聯(lián)接的對稱三相電源沒有中點。三個繞組始末端順序相接。名詞介紹：(1)端線(火線)：始端A,B,C

三端引出線。(2)中線：中性點N引出線，

接無中線。(3)三相三線制與三相四線制。(5)相電壓：每相電源的電壓。(4)線電壓：端線與端線之間的電壓。A+–X+–+–BCYZABCA+–X+–+–BCYZABCN3.三相負載及其聯(lián)接三相電路的負載由三部分組成，其中每一部分叫做一相負載，三相負載也有星型和三角形二種聯(lián)接方式。A'B'C'N'ZAZCZBA'B'C'ZBCZCAZAB星形聯(lián)接三角形聯(lián)接稱三相對稱負載負載的相電壓：每相負載上的電壓。線電流：流過端線的電流。相電流：流過每相負載的電流。A'B'C'N'ZAZCZBA'B'C'ZBCZCAZAB負載的線電壓：負載端線間的電壓。4.三相電路三相電路就是由對稱三相電源和三相負載聯(lián)接起來所組成的系統(tǒng)。工程上根據(jù)實際需要可以組成：電源YY△負載電源△Y△負載當組成三相電路的電源和負載都對稱時，稱對稱三相電路+–AN+–B+–CZZZN’三相四線制+–+–+–ABCZZZY△YY1.Y聯(lián)接11.2對稱三相電源線電壓（電流）與相電壓（電流）的關系A+–X+–+–BCYZABCN利用相量圖得到相電壓和線電壓之間的關系：線電壓對稱(大小相等，相位互差120o)一般表示為：30o30o30o對Y接法的對稱三相電源所謂的“對應”：對應相電壓用線電壓的第一個下標字母標出。(1)

相電壓對稱，則線電壓也對稱。(3)線電壓相位領先對應相電壓30o。結論2.

聯(lián)接即線電壓等于對應的相電壓。A+–X+–+–BCYZABC以上關于線電壓和相電壓的關系也適用于對稱星型負載和三角型負載。3.相電流和線電流的關系A+–+–+–BCABCNA'B'C'N'ZZZ星型聯(lián)接時，線電流等于相電流。結論A'B'C'ZZZA'B'C'Z/3Z/3Z/3N’結論(2)線電流相位滯后對應相電流30o。△聯(lián)接的對稱電路：11.3對稱三相電路的計算對稱三相電路由于電源對稱、負載對稱、線路對稱，因而可以引入一特殊的計算方法。1.Y–Y聯(lián)接(三相三線制）+_+__+NnZZZABCabc以N點為參考點，對n點列寫節(jié)點方程：+_+__+NnZZZABCabc因N，n兩點等電位，可將其短路，且其中電流為零。這樣便可將三相電路的計算化為單相電路的計算。+_+__+NnZZZABCabcA相計算電路+–ANnaZ結論UnN=0，電源中點與負載中點等電位。有無中線對電路情況沒有影響。2.對稱情況下，各相電壓、電流都是對稱的，可采用一相（A相）等效電路計算。只要算出一相的電壓、電流，則其它兩相的電壓、電流可按對稱關系直接寫出。3.Y形聯(lián)接的對稱三相負載，其相、線電壓、電流的關系為：2.Y–

聯(lián)接+_+__+NZZZABCabcZ/3解:+_+__+NZZZABCabcn+–ANnaZ/3(1)負載上相電壓與線電壓相等，且對稱。(2)線電流與相電流也是對稱的。線電流大小是相電流的倍，相位落后相應相電流30°。故上述電路也可只計算一相，根據(jù)對稱性即可得到其余兩相結果。結論3.電源為聯(lián)接時的對稱三相電路的計算將

接電源用Y接電源替代，保證其線電壓相等，再根據(jù)上述Y–Y，Y–接方法計算。+–+–+–ABC+–+–+–NABCN例b+++___ACBZZlZlZlZZac+–ANnaZ/3Zl(1)將所有三相電源、負載都化為等值Y—Y接電路；

(2)連接各負載和電源中點，中線上若有阻抗可不計；(3)畫出單相計算電路，求出一相的電壓、電流：(4)根據(jù)

接、Y接時

線量、相量之間的關系，求出原電路的電流電壓。(5)由對稱性，得出其它兩相的電壓、電流。書上例題11-1，11-2

對稱三相電路的一般計算方法:一相電路中的電壓為Y接時的相電壓。一相電路中的電流為線電流。例1

如圖對稱三相電路，電源線電壓為380V，|Z1|=10

，cos

1

=0.6(感性)，Z2=–j50

，ZN=1+j2

。求：線電流、相電流，并定性畫出相量圖(以A相為例)。+___++NACBZ1Z2ZNN'解

+_Z1畫出一相計算圖根據(jù)對稱性，得B、C相的線電流、相電流：+_Z1由此可以畫出相量圖：30o–53.1o–18.4o電源不對稱（不對稱程度小，系統(tǒng)保證其對稱)。電路參數(shù)(負載)不對稱情況很多。電源對稱，負載不對稱(低壓電力網(wǎng))。分析方法不對稱復雜交流電路分析方法。主要了解：中性點位移。11.4不對稱三相電路的概念討論對象負載各相電壓：三相負載Za、Zb、Zc不相同。+_+__+NN'ZNZaZbZcABC負載中點與電源中點不重合的現(xiàn)象。在電源對稱情況下，可以根據(jù)中點位移的情況來判斷負載端不對稱的程度。當中點位移較大時，會造成負載相電壓嚴重不對稱，使負載的工作狀態(tài)不正常。相量圖NN'中性點位移.例1(1)正常情況下，三相四線制，中線阻抗約為零。每相負載的工作情況相對獨立。(2)若三相三線制,設A相斷路(三相不對稱)燈泡未在額定電壓下工作，燈光昏暗。ACBNN'ACBN'照明電路：(3)A相短路超過燈泡的額定電壓，燈泡可能燒壞。計算短路電流：ACBN'短路電流是正常時電流的3倍（2）中線不裝保險，并且中線較粗。一是減少損耗，二是加強強度(中線一旦斷了，負載不能正常工作)。（3）

要消除或減少中點的位移，盡量減少中線阻抗，然而從經(jīng)濟的觀點來看，中線不可能做得很粗，應適當調(diào)整負載，使其接近對稱情況。結論（1）負載不對稱，電源中性點和負載中性點不等位，中線中有電流，各相電壓、電流不再存在對稱關系；圖示為相序儀電路。說明測相序的方法解例2CReq+－AN’+–AN+–B+–CCRRN’應用戴維寧定理得等效電路。A當C變化時，N’在一半圓上移動。若以接電容一相為A相，則B相電壓比C相電壓高。B相燈較亮，C相較暗(正序)。據(jù)此可測定三相電源的相序。NCBAN’三相電源的相量圖電容斷路，N’在CB線中點電容變化，N’在半圓上運動，因此總滿足：作業(yè)：書P25911-5,11-71.對稱三相電路功率的計算11.5三相電路的功率Pp=UpIpcos

三相總功率：

P=3Pp=3UpIpcos

（1）平均功率A’B’C’ZZZ注(1)

為相電壓與相電流的相位差角(阻抗角)，不要誤以為是線電壓與線電流的相位差。(2)cos

為每相的功率因數(shù)，在對稱三相制中三相功率因數(shù)：

cos

A=cos

B=cos

C=cos

。(3)公式計算電源發(fā)出的功率(或負載吸收的功率)。A’B’C’ZZZ（2）

無功功率Q=QA+QB+QC=3Qp（3）

視在功率這里的，P、Q、S都是指三相總和。功率因數(shù)也可定義為：

cos

=P/S(不對稱時

無意義)（4）對稱三相負載的瞬時功率單相：瞬時功率脈動三相：瞬時功率恒定wtpO3UIcos

pwtOUIcos

2.三相功率的測量(1)三表法若負載對稱，則只需一塊表，讀數(shù)乘以

3。*三相負載WWWABCN*****三相四線制(2)二表法：這種測量線路的接法是將兩個功率表的電流線圈串到任意兩相中，電壓線圈的同名端接到其電流線圈所串的線上，電壓線圈的非同名端接到另一相沒有串功率表的線上。（有三種接線方式）若W1的讀數(shù)為P1,W2的讀數(shù)為P2

，則三相總功率為：三相負載W1ABC****W2三相三線制P=P1+P2若W1的讀數(shù)為P1,W2的讀數(shù)為P2

，則三相總功率為：三相負載W1ABC****W2P=P1+P2三相負載W2ABC****W1三相負載W1ABC****W21.只有在三相三線制條件下，才能用二表法，且不論負載對稱與否。3.按正確極性接線時，二表中可能有一個表的讀數(shù)為負，此時功率表指針反轉