相正弦交流电路2.ppt

电工技术基础与技能电工技术基础与技能 姚锦卫姚锦卫 主编主编 第第5 5章章 1 第5章 三相正弦交流电路 学习目标 知识目标： v 了解三相交流电源的概念，理解相序的概念； v 了解电源星形联结及我国电力系统的供电制； v 了解星形联结方式下对称负载的线电流、相电 流和中性线电流的关系，功率的计算； v 了解对称与不对称负载的概念、中线的作用； v 了解保护接地原理，掌握保护接零的方法，了 解其应用； v 了解电气安全操作规程及触电现场的处理方法 。 技能目标： v 会测量交流电压、交流电流； v 触电的现场处理。 电工技术基础与技能电工技术基础与技能 第第5 5章章 2 任务总览 5.1 三相正弦交流电源 5.2 三相负载的联结 5.3 三相负载的功率 实践操作指导 本章小结 第5章 三相正弦交流电路 电工技术基础与技能电工技术基础与技能 第第5 5章章 5.4 用电保护 3 5.1 三相正弦交流电源 v 5.1.1 三相正弦交流电源的产生 三相交流发电机定子三相对称绕组U1U2、V1V2、 W1W2对称地嵌在定子铁心中，当由原动机带动转子转动 时，就可以产生对称的三相交流电。 电工技术基础与技能电工技术基础与技能 第第5 5章章 图5-2 三相交流电的产生 幅值相等、频率相同，在 相位上彼此相差 120 的三个 电动势称为对称三相电动势。 4 对称三相电动势瞬时值的数学表达式为: U 相电动势： eU = EUmsin t V 相电动势： eV = EVmsin( t 120) W 相电动势：eW = EWmsin( t 120) 图5-3 对称的三相交流电波形图和相量图 5.1 三相正弦交流电源 电工技术基础与技能电工技术基础与技能 第第5 5章章 5 电工技术基础与技能电工技术基础与技能 第第5 5章章 5.1 三相正弦交流电源 5.1.2 三相正弦交流电源的联结 三相电源有星形(Y形 )联结和三角形( 形）联结两种。 1三相电源的星形( Y 形)联结 将三相发电机三相绕组 的末端 U2、V2、W2 (相尾 )连接在一点，三个首端 U1 、V1、W1 分别引出三条导 线与负载相连，这种连接方 法称为星形(Y 形)联结。如 图 5-4 所示。 图5-4a 三相电源的星形联结 6 其中，公共点称为中点或零点，用N表示；从中点引出 的导线称为中线，俗称零线。中线通常与大地相连，此时 又称为地线。从首端引出的三根导线称为相线或端线，俗 称火线，分别用U、V、W表示。这种具有中线的供电方式称 为三相四线制。若无中线引出只有三根相线的供电方式称 为三相三线制。通常低压供电网均采用三相四线制，其四 根导线可用不同颜色(黄、绿、红、浅蓝)标记。 任意两条相线间的电压称为线电压，线电压的有效值 分别用UUV、UVW、UWU表示。一般用符号“UL”表示。各相线 与中性线之间的电压称为相电压，相电压的有效值分别用UU 、UV、UW表示，一般用符号“UP”表示。 电工技术基础与技能电工技术基础与技能 第第5 5章章 5.1 三相正弦交流电源 7 三相电源星形连接时，电压相量图，如图5-5所示。 可见，三相星形电路中线电压也是对称的，且线电压与 相电压的 关系为： 线电压比相应的相电压超 前 30 。 图5-5 三相电源星形联结时的相量图 8 2三相电源的三角形( 形)联结 将三相绕组的各相末端与相邻绕组的首端依次相连，即 U2与V1、V2与W1、W2与U1相连，使三个绕组构成一个闭合的 三角形回路，这种连接方式，称为三角形连接（）。显然 线电压等于相电压，即 UL = UP 线电流与相电流的关系为： 图5-4b 三相电源的三角形联结 电工技术基础与技能电工技术基础与技能 第第5 5章章 5.1 三相正弦交流电源 9 5.2 三相负载的连接 三相电路中的三相负载，可分为对称三相负载和不对 称三相负载。每一相的负载大小和性质完全相同的叫做对 称三相负载。每一相的负载大小和性质不同的叫做不对称 三相负载。在三相电路中，三相负载可分为星形连接和三 角形连接两种形式。 电工技术基础与技能电工技术基础与技能 第第5 5章章 案例导入 10 5.2 三相负载的连接 v 5.2.1 三相负载的星形联结 对称三相负载的星形连接如图5-7所示。电路中流过 每一相负载的电流称为相电流，分别用Iu、Iv、Iw表示， 一般用IP表示。流过每根相线的电流称线电流，分别用IU 、IV、IW 表示，一般用IL表示。 电工技术基础与技能电工技术基础与技能 第第5 5章章 图5-7 三相负载的星形连接 11 5.2 三相负载的连接 v 5.2.2 不对称三相负载的星形联结 在三相四线制供电时，多个单相负载应尽量均衡地分 别接到三相电路中去，而不应把它们集中在三根相线中的 一相电路里。如果三相电路中的每一条支路所接的负载的 阻抗和性质都相同，就说三相电路中负载是对称的。 电工技术基础与技能电工技术基础与技能 第第5 5章章 三相对称负载做星形连接，即可采用三相三线制也可采 用三相四线制。中性线的电流为零。 三相不对称负载做星形连接，必须采用三相四线制，而 且中性线不允许安装开关和熔断器，通常还要将中性线接 地，以保障安全。 12 5.2 三相负载的连接 v 5.2.3 三相负载的三角形联结 三相负载的三角形联结时，如图5-8所示。线电压等于 相电压，无论三相负载对称与否都成立。当三相负载对称 时，线电流等于相电流的 倍。 即： 电工技术基础与技能电工技术基础与技能 第第5 5章章 图5-8 三相负载的三角形连接 13 5.3 三相负载的功率 电工技术基础与技能电工技术基础与技能 第第5 5章章 单相电路中有功功率的计算公式是 三相交流电路中，三相负载消耗的总电功率为各相负 载消耗功率之和，即 当三相电路对称时，三相交流电路的功率等于三倍的单相 功率，即 同样的道理，对称三相负载的无功功率和视在功率也一样 ，即 14 5.4 用电保护 v 5.4.1 保护接零与保护接地 1.保护接地 电工技术基础与技能电工技术基础与技能 第第5 5章章 把电气设备的金属外壳用导线和埋在地中的接地装置 连接起来，称为保护接地，适用于中性点不接地的低压系 统中。电气设备采用保护接地以后，即使外壳因绝缘不好 而带电，这时工作人员碰到机壳就相当于人体和接地电阻 并联，而人体的电阻远比接地电阻大，因此，流过人体的 电流就很微小，保证了人身安全。 15 5.4 用电保护 2.保护接零 电工技术基础与技能电工技术基础与技能 第第5 5章章 保护接零就是在电源中性点接地的三相四线制中，把电 气设备的金属外壳与中性线连接起来。这时，如果电气设备 的绝缘损坏而碰壳，由于中性线的电阻很小，所以，短路电 流很大，立即使电路中的熔断丝烧断，切断电源，从而消除 触电危险 。 图5-13 保护接零 16 5.4 用电保护 v 5.4.2 触电的现场抢救 现场触电急救的原则可总结为： 迅速、就地、准确、坚持 。 1.抢救原则 电工技术基础与技能电工技术基础与技能 第第5 5章章 2.使触电者尽快脱离电源的方法 17 5.4 用电保护 电工技术基础与技能电工技术基础与技能 第第5 5章章 为使触电者与导电体解脱，最好用一只手进行。 对低压触电，可采用“拉”、“切”、“挑”、“拽 ”、“垫”的方法，完成切断电源或使触电人与电源隔离 。对于高压触电，则应采取通知供电部门，使触电电路停 电，或用电压等级相符的绝缘拉杆拉开跌落式熔断器切断 电路,或采取使线路短路造成跳闸断开电路的方法，还要 注意救护人安全，防止跨步电压触电。 18 本章小结 电工技术基础与技能电工技术基础与技能 第第5 5章章 1)三相对称交流电的幅值相等、频率相同、相位相差120。 2)相序一般分为正相序、负相序、零相序。 3. 三相负载有两种连接方式：Y形连接和形连接。 4. 三相负载作星形连接时， 当负载对称时，（中线可以省），当负载不对称时， ，中线不可以省去。 5. 不论负载是星形联接或是三角形联接，总的有功功率必 定等于各项有功功率之和。 19 实践操作指导 1.钳形电流表测交流电流 钳形电流表外形、结构 电工技术基础与技能电工技术基础与技能 第第5 5章章 20 （1）测量前对表作充分的检查,并正确地选档。 （2）测试时应戴手套（绝缘手套或清洁干燥的线手套） ，必要时应设监护人。 （3）需换档测量时，应先将导线自钳口内退出，换档后 再钳入导线测量。 （4）不可测量裸导体上的电流。 （5）测量时，注意与附近带电体保持安全距离。