《电工电子技术》三相交流电路

三相交流电路,现代电力工程上几乎都采用三相四线制。三相交流供电系统在发电、输电和配电方面都具有很多优点，因此在生产和生活中得到了极其广泛的应用。学习本章要求理解对称三相交流电的概念；熟悉三相电路中相、线电压电流的关系；掌握对称三相电路的分析和计算方法；重点理解中线的作用；了解不对称三相电路的简单分析方法。,第1章,.,第3章三相交流电路,3.1三相电源的连接方式,3.2三相负载的连接方式,3.3三相电路的功率,第1章,3.1三相电源的连接方式,1.对称三相交流电,X,B,Y,C,Z,A,三绕组在空间位置互差120o,定子,转子,转子装有磁极并以的速度旋。三个线圈中便产生三个单相电动势。,三相交流发电机示意图,尾端：XYZ,首端：ABC,第3页,对称三相交流电波形图,大小相等，频率相同，相位互差120。,对称三相交流电的特征,对称三相电压相量图,第3页,三相电源Y接时可向负载提供两种电压,2.三相电源的星形（Y）连接方式,（中线）或（零线）,三相四线制供电方式,A,C,B,N,相电压UP,线电压Ul,第3页,火线对零线间的电压。,三个相电压是对称的,UP相量图,相电压：,第3页,火线对火线间的电压。,三个线电压也是对称的，且超前与其相对应的相电压30电角。,Ul相量图,线电压：,相、线电压关系式,第3页,线电压与相电压的通用关系表达式：,在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为:,三相电源绕组还可以连接成三角形，但电源绕组三角接时只能向负载提供一种电压：,电源线电压Ul=绕组的感应电压UP。,第3页,数量上线电压是相电压的1.732倍；在相位上超前线电压超前与其相对应的相电压30.,验电笔的正确握法如下图示：,你能说出对称三相交流电的特征吗？,你会做吗？,三相四线制供电体制中，你能说出线、相电压之间的数量关系及相位关系吗？,电笔头与被测导线接触时，使氖管发光的是火线（或端线），不发光的是零线。,三个最大值相等、角频率相同、相位上互差120的正弦交流电。,第3页,3.2三相负载的连接方式,三相负载的一端连在一起与零线相接；另一端分别与火线相接的方式称为：星形接法,负载有两种接法:,三相负载的首尾相连成一个闭环，然后与三根火线相接的方式称为：三角形接法,第3页,1.负载的Y形连接:,Y接负载的端电压等于电源相电压；,负载中通过的电流称为相电流IP；,三相电源对称、三相Y接负载也对称的情况下，三相负载电流也是对称的，此时中线电流为零。,火线上通过的电流称为线电流Il；,中线上通过的电流称为中线电流IN；,各相负载中通过的电流分别为：,中线电流：,显然,第3页,电源线电压为380V，三相对称负载Y接，Z=3+j4,求：各相负载中的电流及中线电流。,设,根据对称关系可得：,由此例可得，对称三相电路的计算可归结为一相电路计算，其它两相根据对称关系可直接写出。,第3页,负载对称时,问题及讨论,Y形连接三相完全对称时，零线可以取消。称为三相三线制。,中线是否可以去掉？,答：,第3页,应用实例-照明电路,正确接法:每组灯相互并联,然后分别接至各相电压上。设电源电压为：,当有中线时，每组灯的数量可以相等也可以不等，但每盏灯上都可得到额定的工作电压220V。,若三相不对称，能否去掉中线？,第3页,如果三相照明电路的中线因故断开，当发生一相灯负载全部断开时或一相发生短路，电路会出现什么情况？,如果中线断开，设又发生A相短路，此时B、C相都会与短接线构成通路，两相端电压均为线电压380V，因此B、C相由于超过额定值而烧损。,由此可得，中线的作用是使Y接不对称三相负载的端电压保持对称。,三相四线制Y接电路中，中线不允许断开！,如果中线断开，设A相灯负载又全部断开，此时B、C两相构成串联，其端电压为电源线电压380V。若B、C相对称，各相端电压为190V，均低于额定值220V而不能正常工作；若B、C相不对称，则负载多（电阻小）的一相分压少而不能正常发光，负载少（电阻大）的一相分压多则易烧损。,*,第3页,关于零线的结论,负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不到额定电压，都不能正常工作。比如，照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相三相制供电，而且必须保证零线可靠。,中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，其上不允许接保险丝也不允许接刀闸。,第3页,1.负载的形连接:,接负载的端电压等于电源线电压；,负载中通过的电流称为相电流IP；,火线上通过的电流称为线电流Il；,各相负载中通过的电流分别为：,各线电流与相电流的关系为：,第3页,电流相量图,三相电源对称、三相Y接负载也对称的情况下，三相负载中的相电流iAB、iBC、iCA也是对称的，火线上通过的三个线电流iA、iB、iC也对称。由相量图还可看出，在三相对称情况下，线电流是相电流的1.732倍，相位滞后与其相对应的相电流30。,由相量图可看出：,线、相电流关系式为：,第3页,负载对称时：,三相总有功功率：,星形接法时：,三角形接法时：,3.3三相电路的功率,第3页,在三相负载对称的条件下，三相电路的功率：,如何用两个瓦特表测三相电路的功率？,测量方法如图示,在两瓦计法测量中，单独一个功率表的读数无意义！,第3页,1.接零保护规定用于380V/220V三相中性点接地的供电系统中。,在三相四线制中点接地的系统中，低压电气设备按Y连接时，从负载中点引出导线，连接某些测量、保护作信号电路；或者让电源中点（零线）与设备外壳连接，这种保护称为接零保护。,安全用电,将电气设备的金属外壳及构架，与接地装置良好连接的保护称为接地保护。当电气设备的绝缘损坏使设备的金属外壳带电时，由于人体是与接地装置并联，且人体电阻（最小800）