第3章 三相交流电路及安全用电知识.ppt

第3章三相交流电路及安全用电知识 3 1三相电源3 2三相电路中负载的连接方式3 3三相电路的电功率及安全用电知识 本章内容 了解对称三相交流电的概念 了解三相电路中相 线电压及相 线电流的概念 了解三相电路中中线电流的概念 了解相 线电压及相 线电流之间的数量关系 掌握对称三相电路特点及对称三相电路的分析方法 了解中线的作用 了解安全用电的常识 本章基本要求 第3章三相交流电路及安全用电知识 3 1三相电源 3 1 1对称三相交流电的产生 三相绕组 单相绕组 A B C三端称为首端 X Y Z三端称为尾端 三相绕组空间位置各差120o 交流发电机示意图 定子内放三个绕组 3 1 1对称三相交流电的产生 对称三相交流电压 发电机由原动机拖动转子匀速旋转 三相绕组中感应电压的最大值相等 角频率相同 相位上互差120 称为对称三相交流电压 1 三相感应电压的解析式 0 120 120 120 3 相量图 2 波形图 3 1 1对称三相交流电的产生 4 对称三相电源的特点 5 对称三相电源的相序 相序 指三相交流电达到最大值 或零值 的顺序 正序 顺序 A B C 负序 逆序 C B A 在电力系统中一般用黄 绿 红区别A B C三相 3 1 1对称三相交流电的产生 N 火线 中线或零线 火线 火线 中点或零点 相电压 线电压 L1 L2 L3 电源的星形连接 将三相电源各相的末端X Y Z连成一点N 把始端A B C引出来 这种连接形式称为三相电源的星形联接 用Y表示 3 1 2星形 Y 连接的三相电源 名词解释 火线 从三相电源的始端A B C引出的导线 也称端线 零线 从中点N引出的导线 也称为中线 相电压 火线与零线间的电压 用 UP表示 线电压 火线与火线间的电压 用 Ul表示 三相四线制 三相电源向外引出三条火线 一条零线 三相三线制 若不引出零线 用三条火线向外供电 目前 我国供电系统线电压380V 相电压220V 3 1 2星形 Y 连接的三相电源 3 1 2星形 Y 连接的三相电源 相量图 各线电压与相电压之间的关系 由相量图可得 结论 三相电源星形连接 线电压 且超前相应的相电压30 3 1 3三角形 连接的三相电源 电源的三角形连接 将三相电源各相的始端和末端依次相连 引出三条线 称为三角形接法 用 表示 线电压就是相电压 即 思考与练习 1 如果给你一只试电笔或者一个量程为400V以上的交流电压表 你能用这些器件确定三相四线制供电线路中的火线和零线吗 应该怎样做 2 三相供电线路的电压是380V 则线电压是多少 相电压又是多少 3 三相电源绕组星接 设其中某两相间的电压V 试写出其余两个线电压和三个相电压的解析式 4 三相电源绕组连接成星形 已知三相绕组的感应电压对称 实际测量的结果UAB 380V UBC UCA 220V UA UB UC 220V 问线路连接上出现了什么问题 5 三相绕组角接 不慎将一相绕组的首尾端接反 会产生什么后果 为什么 6 试述三相四线制供电的优越性 3 2三相电路中负载的连接方式 三相负载 需要接在三相电源上才能正常工作的负载 由三部分组成 其中每一部分叫做单相负载 对称三相负载 每相负载的阻抗值和阻抗角完全相等 如三相电动机 不对称三相负载 不满足每相负载的阻抗值和阻抗角完全相等 如由单相负载组成的三相负载 三相负载的连接方式 有Y和 两种接法 至于采用哪种方法 要根据负载的额定电压和电源电压确定 3 2三相电路中负载的连接方式 负载 分为三相负载和单相负载两类 三相负载 需要接在三相电源上才能正常工作的负载 由三部分组成 其中每一部分叫做一 单 相负载 对称三相负载 每相负载的阻抗值和阻抗角完全相等 三相负载的连接方式 有Y和 两种接法 至于采用哪种方法 要根据负载的额定电压和电源电压确定 3 2 1负载星形连接的三相电路 结论 星形连接时 线电流等于相电流 即 3 2 1负载星形连接的三相电路 1 对称 接三相负载 负载中电流 中性线中的电流为 负载对称时 对称负载可以去掉中线 此供电方式称为三相三线制 3 2 1负载星形连接的三相电路 图3 8三相四线制与三相三线制接线 a b c 三相电路的一般画法 中线上不能加刀闸和保险丝 3 2 1负载星形连接的三相电路 例题3 1 在图3 8 a 所示电路中 已知电源线电压为380V A B C三相各装 220V 40W 白炽灯50盏 求三相灯负载全部使用时的各相电流及中线电流 解 对称三相 接电路的分析可以归结为一相电路来分析 各相负载电阻为 各相负载电流为 三相负载对称时 IN IA IB IC 0 各相电压有效值为 3 2 1负载星形连接的三相电路 2 不对称 接三相负载 例3 2 图3 9所示照明电路 电源线电压与负载参数和例3 1相同 假设A相灯全部打开 B相没有用电 而C相仅开了25盏灯 试分析 有中线 中线断开两种情况下 各相负载上实际承受的电压分别为多少 图3 9例3 2照明线路示意图 3 2 1负载星形连接的三相电路 解 由于星接三相负载不对称 各相负载应该分开计算 由题意可得 有中线时 无论负载是否对称 各相负载相电压都为220V 无中线且B相断开时 A C两相构成串联 有 超过了的额定电压 灯将被损坏 低于额定电压 灯变暗 结论 不对称三相电路中 中线不允许断开 为保证中线不断开 要求中线采用机械强度较高的导线 并规定中线上不得安装熔断器和开关 3 2 2负载三角形连接的三相电路 负载 接的三相电路图 负载 接时的电流相量图 特点 相电流 流过每相负载的电流 线电流 流过端线的电流 三相负载对称时 3 2 2负载三角形连接的三相电路 3 2 2负载三角形连接的三相电路 例3 3 某三相电路 已知各相等效电阻R 6 感抗XL 8 试求下列两种情况下三相用电器的相电流和线电流 并比较所得结果 用电器的三相绕组连结成星形接于UL 380V三相电源上 绕组连接成三角形接于UL 220V的三相电源上 解 负载 接时 负载 接时 此例表明 若实用中三相用电器额定电压标为220 380V 说明当电源线电压为220V时 三相用电器应该连接成三角形 当电源线电压为380V时 三相用电器应该连接成星形 3 2 2负载三角形连接的三相电路 例3 4 三相对称负载 各相等效电阻R 12 感抗XL 16 接在线电压为380V的三相四线制电源上 试分别计算负载 接和 接时的相电流 线电流 并比较结果 解 负载 接时 负载 接时 比较结果可知 同一三相负载 在电源线电压相同时 作三角形连接时的负载端电压是做星接时的负载端电压的倍 3 2 3实用中三相负载的正确连接 三相负载采用何种联接方式由负载的额定电压决定 当负载额定电压等于电源线电压时采用三角形联接 当负载额定电压等于电源相电压时采用星形联接 三角形联接 1 某设备采用三相三线制供电 当因故断掉一相时 能否认为成两相供电了 2 有三根额定电压为220V 功率为1kW的电热丝 与380V的三相电源相连接时 它们应采用那一种连接方式 3 何谓对称三相交流电 4 安装照明负载时 为什么一定要求火线进开关 5 一般情况下 当人手触及中线时会不会触电 思考与练习 3 3三相电路的电功率及安全用电知识 3 3 1三相电路的功率 不论负载联接方式如何 总的功率必定等于三相功率之和 若三相负载对称 三相总功率是各相功率的三倍 即 3 3 1三相电路的功率 例3 5 一台三相异步电动机 铭牌上额定电压是220 380V 接线是 接 额定电流是11 2 6 48A cos 0 84 试分别求出电源线电压为380V和220V时 输入电动机的电功率 解 UL 380V时 按名牌规定电动机定子绕组应 接 UL 220V时 按名牌规定电动机定子绕组应该 接 3 3 2发配电简介 电力系统 由发电 输电和配电系统组成 发电 变电升压 变电降压 配电和用电 输电 3 3 2发配电简介 1 发电方式火力发电 以汽轮机作为原动机带动发电机运转发电 水力发电 以水轮机作为原动机 需要丰富水利资源 原子能发电 是以原子反应堆代替燃煤锅炉 以少量的 原子燃料 代替了大量的燃煤 还有风力发电厂 潮汐电站及太阳能发电等 2 发电机电压通常是6 3kV 10 5kV 13 8kV和15 75kV 3 输电电压通常是10kV 35kV 110kV 220kV 330kV和500kV等多个等级 4 工厂配电要求安全 可靠 优质 经济 3 3 3安全用电技术 接零保护 将电气设备的外壳可靠地接到零线上 保护接地 将电气设备的金属外壳接地 思考与练习 1 何谓三相负载 单相负载和单相负载的三项连接 三相用电器有三根电源线接到电源的三根火线上 称为三相负载 电灯有两根电源线 为什么不称为两相负载 而称为单相负载 2 三相交流电器铭牌上标示的功率