电工技术(席时达第四版)第4章ppt课件

1,第四章三相交流电路,电工技术,第二节负载的星形联结,第一节三相电源,第四章三相交流电路,第三节负载的三角形联结,第四节三相电路的功率,第一节三相电源,4,第一节、三相电源,现代电力系统中的供电方式几乎全部采用三相正弦交流电。,原因：,三相输电比单相输电节省导线材料,三相交流电机比单相交流电机性能好、经济效益高。,5,第一节、三相电源,（一）三相交流发电机结构,直流励磁的电磁铁,一、三相电压的产生,转子,定子,三相交流发电机示意图,电磁感应,绕组,6,第一节、三相电源,（二）工作原理,转子磁极匀速旋转，在各绕组中产生正弦感应电动势，这些感应电动势的幅值、频率相等，相位相差1200，相当于3个独立的交流电压源。,7,第一节、三相电源,（四）相量图,（三）波形图,相量表示,三相电动势瞬时表示式,8,第一节、三相电源,对称三相电动势的瞬时值之和为0,相序三相交流电到达正最大值的顺序。,幅值相等频率相同相位互差120,对称三相电动势,（五）三个正弦交流电动势满足特征,9,（一）联结方式,中性线(零线、地线),端线(相线、火线),在低压系统，中性点通常接地，也称地线,发电机三相绕组端线的联结方式,三相四线制电源380/220伏,二、三相电源的星形联结,第一节、三相电源,10,1,第一节、三相电源,相电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压。,线电压：端线与端线间的电压。,有效值Up,有效值Ul,输出两种电压：,11,第一节、三相电源,（二)线电压与相电压的关系,根据KVL定律,由相量图可得,相量图,30,12,第一节、三相电源,实际中:相电压UP=220伏,线电压Ul=UP=380伏,三相线电压也是对称的。,线电压Ul=UP，且超前相应的相电压300,第二节负载的星形联结,14,第二节、负载的星形联结,概述,2.负载的联结星形（Y）联结星形（）联结,1.负载分类,15,第二节、负载的星形联结,星形（Y）联结即把大量单相负载分成3组，分别接电源L1N、L2N和L3N之间，称为U、V、W三相负载，组成不对称的三相负载。,有中性线,不接中性线,16,第二节、负载的星形联结,负载星形联结的三相四线制电路,负载星形联结的联结形式（三相不对称负载）,N负载中性点,N电源中性点,三相负载的负阻抗,17,（一）每相负载电压等于电源相电压。,三、负载星形联结时的电路基本关系,若不计中性线及各相线的阻抗,18,第二节、负载的星形联结,线电流Il：流过端线的电流,相电流IP：流过每相负载的电流,（二）相电流等于相应的线电流。,19,第二节、负载的星形联结,（三）各相电流可分成三个单相电路分别计算,即,20,第二节、负载的星形联结,若三相负载对称,所以负载对称时，三相电流也对称。,则有,负载对称时，只需计算出任一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出,21,第二节、负载的星形联结,中线电流（三相负载不对称）：,（四）中性线电流等于三相电流之和,22,第二节、负载的星形联结,若三相负载对称，则有,负载对称时：中性线无电流,可省掉中性线，成为三相三线制系统,负载不对称时：中性线有电流,中性线不能除，否则负载上三相电压不对称，不能正常工作,23,第二节、负载的星形联结,不对称电路实例照明电路,若U相负载短路或断路:则U相灯泡熄灭，而V、W两相灯泡仍承受相电压220V，工作正常。,在三相四线制中，一相发生故障，不影响其它两相工作,图(a)，线电压为380V，灯泡承受相电压220V。,若有中性线,24,第二节、负载的星形联结,U相断路时图(c)：U、V两相负载串联后承受380V电压，由于U、V两相负载一般不相等，所承受电压也不相等，可能低于额定电压，灯泡不能正常发光，也可能高于额定电压，灯泡烧毁。,U相负载短路时图(b)：V、W两相将承受380V电压，如会使V、W两相灯泡全部烧毁。,若无中性线,25,第二节、负载的星形联结,在三相四线制中，在无中性线的情况下，一相发生故障，就要影响其它两相的正常工作,为了保证负载的相电压对称，中性线上不准接熔断器和开关，而且中性线要具有足够机械强度。,26,第二节、负载的星形联结,【例4-2-1】,三相四线制电路如下图所示，已知每相负载阻抗Z=（6+8j），外加线电压Ul=380V，试求负载的相电压和相电流。,27,第二节、负载的星形联结,解:三相负载对称:ZU=ZV=ZW=Z=（6+8j）,相位差角：,故可归结到一相计算,相电压：,相电流：,28,第二节、负载的星形联结,若选为参考相量，则:,29,实验目的：不对称三相电路中线的作用。,建立电路：1.电源、不对称负载采用Y形接,实验步骤：1.中线上开关闭合，看各相上的开关状态对负载工作状态的影响。2.中线上开关断开，重复步骤1。,EDA实验,实验六、三相电路,链接EDA6,2.每一相和中线上都有开关来控制通、断状态。,法。,30,三相电路,EDA实验,31,结论:在负载不对称的情况下，中线的作用就在于使不对称负载的相电压对称。,实验数据：,EDA实验,第三节负载的三角形联结,33,一、负载三角形联结的联结方式,三角形联结：如单相负载的额定电压等于三相电源电压，就必须把这类负载接于两根之间，即分别接于电源L1L2、L2L3、L3L1之间。,第三节、负载的三角形联结,34,第三节、负载的三角形联结,负载的相电压：每相负载两端的电压。,负载端的线电压：负载一侧端线之间的电压。,负载三角形联结的联结形式,三相三线制电源,35,第三节、负载的三角形联结,相电流和线电流的关系?,相电流:流过每相负载的电流、,线电流:流过端线的电流、,负载的相电压和线电压的关系?,36,二、负载三角形联结时的电路基本关系,第三节、负载的三角形联结,UP=Ul,有效值关系为,（一）每相负载承受电源线电压,即,37,第三节、负载的三角形联结,（二）各相电流可分成三个单相电路分别计算,38,第三节、负载的三角形联结,负载对称时,相电流对称，即,IUV=IVW=IWU=IP,39,负载对称时,由相量图可求得：,线电流比相应的相电流滞后30,作三角形联结时，相电压对称。若一相断开，并不影响其他两相工作,第三节、负载的三角形联结,（三）各线电流由两个相邻的相电流决定,40,【例4-3-1】,三相三线制电路如下图所示，已知每相负载复阻抗Z=（6+8j），外加线电压Ul=380V，试求工作时负载的相电流和相电流。,第三节、负载的三角形联结,41,解:三相负载对称:ZU=ZV=ZW=Z=（6+8j）,相位差角：,故可归结到一相计算,所以，线电流：,相电流：,第三节、负载的三角形联结,第四节三相电路的功率,43,负载对称时：,一、负载为星形联结时三相总有功功率,所以,分别为所在相的相电压与相电流间的相位差。,星形接法时：,由于线电压和线电流的测量比较方便，功率常用线电压和线电流表示。,第四节、三相电路的功率,等于三相有功功率之和,44,负载对称时：,所以,三角形接法时：,第四节、三相电路的功率,二、负载为三角形联结时三相总有功功率,在对称电路中，无论负载为Y或联结，三相电路的总有功功率均可表示为：,相电压与相电流的相位差,等于三相有功功率之和,45,第四节、三相电路的功率,三、三相电路的无功功率和视在功率,在对称电路中：,等于三相无功功率之和,在对称电路中：,1.无功功率,2.视在功率,不等于三相视在功率之和,等于三相视在功率之和,46,【例4-4-1】,三相负载Z=（6+8j），接于380V线电压上，试求分别用星形接法和三角形接法时三相电路的总功率。,解:每相负载阻抗:,星形接法：,三角形接法：,第四节、三相电路的功率,小结,第四章三相交流电路,48,一、知识结构图,定义：三相电动势，相线，相电压，,线电压，相序，相量图,Y形联结,形联结,电源,三相交流电路,负载,Y形联结、形联结,四线制,对称,不对称,三线制,对称,不对称,对称,不对称,功率,有功功率,对称,不对称,无功功率,视在功率,对称,不对称,对称,不对称,49,（一）三相电源,1.电动势的特点：三相对称，即幅值相同，频率相同，相位相差1200。相当于3个独立的交流电压源。,2.相电压：是指在三相四线制供电系统中，相线与中性线之间的电压。在我国低压供电系统中通常相电压为220V。,3.线电压：是指在三相四线制供电系统中，相线与相线之间的电压。在我国低压供电系统中通常线电压为380V。线电压是相电压的倍，在相位上超前相应的相电压300。,二、需掌握的知识要点,50,（二）三相负载的接法,两种接法：星形联结、三角形联结。,选择哪种要视负载的额定电压与电源电压决定。,1.星形联结,（1）三相对称负载时：中性线电流为零，故中性线可不接；三相负载不对称时：则必须接中性线，以保证各相相电压对称。,（2）各相负载承受相电压，线电流等于相电流。,2.三角形联结,（2）三相对称负载时：线电流等于倍的相电流。,（1）各相负载承受线电压，线电流等于相邻两相电流之差。,51,第四章、小结,（三）功率,1.可分别计算各相的有功功率和无功功率，相加后得三相有功功率和三相无功功率。,3.若三相负载对称，则不论是星形联结，还是三角