机电工程技术-掌握三相交流电路联接方法.doc

1H411042掌握三相交流电路联接方法一、三相对称电动势的产生三相电动势是由三相交流发电机产生的，它主要由转子和定子构成。定子中嵌有三个线圈，彼此相隔120.的电角度，每个线圈的匝数、几何尺寸相同。当转子磁场旋转时，产生了最大值相等、频率相同、初相互差l20.的三个电动势，通常把它们称为对称三相电动势。二、三相四线制把发电机三个线圈的末端连接在一起，成为一个公共端点（称中性点），用符号“N”表示，把首端作为与外电路连接的端点。这种连接形式称为电源的星形连接，如图1H411042-1所示。从中性点引出的输电线称为来源：建设工程教育网中性线，简称中线，俗称零线。从三个线圈的始端引出的输电线叫做端线或相线，俗称火线。三根相线及中线的文字符号分别为L1、L2、L3和N，并分别用黄、绿、红色标识三根相线，中线用淡蓝色来标识。来源：建设工程教育网由三根相线和一根中线构成的供电系统称为三相四线制供电系统，三相四线制可输送两种电压：一种是端线与端线之间的电压，叫线电压；另一种是端线与中线间的电压，叫相电压，且线电压是相电压冉吖3倍。来源：建设工程教育网三、三相负载的星形联接通常把各相负载相同的三相负载称为对称三相负载，如三相电动机、三相电炉等。如果各相负载不同，称为不对称的三相负载，如三相照明电路中的负载。根据不同要求，三相负载既可作星形（即Y形）联接，也可做三角形（即形）联接。把三相负载分别接在三相电源的一根端线和中线之间的接法，称为三相负载的星形联接，如图1H411042-2所示。对于三相电路中的每一相来说，就是一单相电路，所以各相电流与电压间的相位关系及数量关系都与单相电路的原理相同。在对称三相电压作用下，流过对称三相负载中每相负载的电流应相等。三相对称负载作星形联接时的中线来源：建设工程教育网电流为零。此时取消中线也不影响三相电路的工作，三相四线制就变成三相三线制。通常在高压输电时，一般都采用三相三线制输电。当负载不对称时，这时中线电流不为零。但通常中线电流比相电流小得多，所以中线的截面积可小些。当中线存在时，它能平衡各相电压，保证三相负载成为三个互不影响的独立电路，此时各相负载电压对称。但是当中线断开后，各相电压就不再相等了。所以在三相负载不对称的低压供电系统中，不允许在中线上安装熔断器或开关，以免中线断开引起事故。在对称三相负载的星形联接中，线电流就等于相电流，线电压是每相负载相电压的3倍。四、三相负载的三角形联接来源：建设工程教育网把三相负载分别接在三相电源的每两根端线之间，称为三相负载的三角形联接，如图1H411042-3所示。对于三角形联接的每相负载来说，也是单相交流电路，所以各相电流、电压和阻抗三者的关系仍与单相电路相同。由于作三角形联接的各相负载是接在两根端来源：建设工程教育网线之间，因此负载的相电压就是电源的线电压。在对称三相电压作用下，流过对称三相负载中每相负载的电流应相等，而各相电流间的相位差仍为120.，而线电流是相电流的怕储。负载作三角形联接时的相电压比作星形联接时的相电压要高括倍。因此，三相负载接到三来源：建设工程教育网相电源中，应作形还是Y形联接，要根据三相负载的额定电压而定。若各相负载的额定电压来源：建设工程教育网等于电源的线电压，则应作形联接；若各相负载的额定电压是电源线电压的1/31/2，则应作Y形联接。五、三相负载的电功率在三相交流电路中，三相负载消耗的总电功率为各相负载消耗功率之和。在实际工作中，测量线电流比测量相电流要方便些，三相功率的计算式常用线电流和来源：建设工程教育网线电压来表示。在对称三相电路中，三相负载的有功功率是线电压、线电流和功率因数三者乘积的压倍。视在功率是线电压和线电流乘积的拈倍。1H411043熟悉变压器的工作特性一、变压器的分类变压器是一种通过电磁感应作用将一定数值的电压、电流、阻抗的交流电转换成同频率的另一数值的电压、电流、阻抗的交流电的静止电器。变压器可以按照用途、绕组数目、相数、冷却方式和调压方式分类。来源：建设工程教育网1按照用途分主要有电力变压器、调压变压器、仪用互感器和供特殊电源用的变压器（如整流变压器、电炉变压器）2按照绕组数目分来源：建设工程教育网主要有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器和自耦变压器。3按照相数分来源：建设工程教育网主要有单相变压器、三相变压器和多相变压器。4按照冷却方式分主要有干式变压器、充气式变压器和油浸式变压器。5按照调压方式分主要有无载调压变压器、有载调压变压器和自动调压变压器。二、变压器的工作原理变压器是依据电磁感应原理工作的，图1H411043-1是单相变压器的工作原理图。单相变压器由一个闭合的铁芯和套在其上的两个绕组构成。这两个绕组彼此绝缘，同心套在一个铁芯柱上，但是为了分析问题的方便，将这两个绕组画在铁芯柱上。与电源相连的称为原绕组（或称初级绕组、一次绕组），与负载相连的称为副绕组（或称次级绕组、二次绕组）原、副绕组的匝数分别为N，和N当原绕组接上交流电压“。时，原绕组中便有电流i通过。原绕组的磁通势i10N1产生的磁通绝大部分通过铁芯而闭合，从而在原、副绕组中感应出电动势e1、e2若略去漏磁通的影响，不考虑绕组电阻上的压降，则有原、剐边的电动势和电压分别相等。且原、副绕组上的电压的比值等于两者的匝数比，比值K称为变压器的变比。综上所述，变压器是利用电磁感应原理，将原绕组吸收的电能传送给副绕组所连接的负载，实现能量的传送；使匝数不同的原、副绕组中感应出大小不等的电动势，实现电压等级变换。三、基本结构以工程中常用的三相油浸式电力变压器为例说明。来源：建设工程教育网三相油浸式电力变压器主要由铁芯、绕组及其他部件组成。1铁芯铁芯构成变压器的磁路和固定绕组及其他部件的骨架。为了减小铁损，铁芯大多采用薄硅钢片叠装而成。国产三相油浸式电力变压器大多采用心式结构。2绕组绕组是变压器的电路部分，原绕组吸取电源的能量，副绕组向负载提供电能。变压器的绕组由包有绝缘材料的扃导线或圆导线绕成，有铜导线和铝导线两种。按照高、低压绕组之间的安排方式，变压器的绕组有同芯式和交叠式两种基本形式。来源：建设工程教育网3其他部件（1）油箱变压器的器身放置在灌有高绝缘强度、高燃点变压器油的油箱内。变压器运行时产生的热量，通过变压器油在油箱内发生对流，将热量传送至油箱壁及其上的散热器，再向周围空气或冷却水辐射，达到来源：建设工程教育网散热的目的。（2）储油柜（也称为油枕）储油柜装置在油箱上方，通过连通管与油箱连通，起到保护变压器油的作用。（3）气体继电器（也称为瓦斯继电器）来源：建设工程教育网瓦斯继电器装于油箱与储油柜的连通管道中，对变压器的短路、过载、漏油等故障起到保护的作用。（4）安全气道（也称为防爆管）安全气道是装置在较大容量变压器油箱顶上的一个钢质长筒，下筒口与油箱连通，上筒口以玻璃板封口。当变压器内部发生严重故障时，避免油箱受力变形或爆炸。（5）绝缘套管绝缘套管是装置在变压来源：建设工程教育网器油箱盖上面的绝缘套管，以确保变压器的引出线与油箱绝缘。（6）分接开关分接开关装置在变压器油箱盖上面，通过调节分接开关来改变原绕组的匝数，从而使副绕组的输出电压可以调节。分接开关有无载分接开关和有载分接开关两种。四、额定值和运行特性变压器的油箱表面都镶嵌有铭牌，铭牌上标明了变压器的型号、额定数据及其他一些数据。（一）变压器的型号按照国家标准规定，变压器的型号由汉语拼音字母和几位数字组成，表明变压器的系列和规格。（二）变压器的额定值（也称为铭牌数据）1额定容量SN：指变压器的额定视在功率，单位为VA或kVA.2额定电压U1N/U2N：U1N是指保证变压器原绕组安全的外加电压最大值；U2N是指原绕组加上额定电压且副绕组空载时的端电压，单位为V或kV.对三相变压器，额定电压指线电压值。3额定电流I1N/I2N：指变压器原、副绕组允许长期通过的最大电流值，单位为A.对三相变压器，额定电流指线电流值。4额定频率fN.我国工业的供用电频率标准规定为50Hz.变压器的铭牌上还标明效率、温升等额定值以及短路电压或短路阻抗百分值、连接组别、使用条件、冷却方式、重量、尺寸等。（三）运行特性变压器的运行特性主要指外特性和效率特性。1外特性当变压器的一次绕组电压和负载功率因数一定时，二次电压随负载电流变化的曲线称为变压器的外特性。对于电阻性和感性负载来说，外特性曲线是稍向下倾斜的，而且功率因数越低，下降得越快。2.效率特性变压器的效率特性是指变压器的传输效率与负载电流的关系。如图1H411043-2所示，图中是负载电流与额定电流的比僵，为负载系数。变压器的效率总是小于1，变压器的效率与负载有关。空载时，效率=0，随着负载增大，开始时效率也增大，但后来因铜损增加很快，反而有所减小，在不到额定负载时出现的最大值。五、其他常用变压器（一）仪用变压器仪用变压器是在测量高电压、大电流时使用的一种特殊的变压器，也称为仪用互感器，有电流互感器和电压互感器两种形式。仪用变压器用于电力系统中，作为测量、控制、指示、继电保护等电路的信号源。使用仪用变压器，可以使仪表、继电器等与高电压、大电流的被测电路绝缘；可以使仪表、继电器等的规格比直接测量高电压、大电流电路时所用的仪表、继电器规格小得多；可以使仪表、继电器的规格统一，以便于制造且可减小备用容量。（二）电焊变压器交流电弧焊在生产实践中应用很广泛，其主要