第五章三相交流电路34

1、三相负载连接原则,(1),电源提供的电压,=,负载的额定电压；,(2),单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。,L1,N,L2,L3,.,L1,L2,L3,N,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。,(,例如：电源为星型,),额定相电压,=,电源的相电压,Y,型,额定相电压,=,电源的线电压,型,e,1,+,e,3,-,-,-,+,L1,N,Z1,Z3,L2,L3,L1,Z2,e,1,+,-,-,-,Z,?,L1,Z,+,L3,?,Z,?,2.,负载星形联结的三相电路,(1),联结形式,+,i,1,u,1,N,i,N,u,2,+,i,1,Z,3,Y:,三相三线制,Y,

2、0,：三相四线制,Z,1,N,Z,2,i,2,u,3,+,i,3,N,负载中性点,N,电源中性点,相电流：,流过每相负载的电流,I,p,线电流：,流过端线的电流,I,1,、,I,2,、,I,3,I,p,= I,l,负载,Y,联结时,U,l,?,3,U,P,(2),负载,Y,联结三相电路的计算,i,1,+,u,1,N,i,N,u,2,+,i,1,Z,3,Z,1,N,Z,2,i,2,u,3,+,i,3,?,U,3,?,U,1,?,I,1,?,Z,1,?,U,2,?,I,2,?,Z,2,?,U,3,?,I,3,?,Z,3,?,?,I,?,?,I,?,?,I,?,中线电流,I,N,1,2,3,?,I,

3、3,?,?,U,1,?,I,1,?,I,2,?,U,2,(2),负载,Y,联结三相电路的计算,?,I,1,+,?,U,1,N,?,I,N,?,U,2,+,?,U,3,+,?,I,1,Z,2,Z,1,N,?,I,2,?,I,3,Z,3,?,U,1,?,I,1,?,Z,1,?,U,2,?,I,2,?,Z,2,?,U,3,?,I,3,?,Z,3,?,?,I,?,?,I,?,?,I,?,?,0,中线电流,I,N,1,2,3,例,1,：,一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电,源线电压,u,12,?,380,2,sin(,314,t,?,30,?,),V,。负载为电,灯组，若,R,1,=,R,2,=,

4、R,3,= 5,?,，求线电流及中性线电流,I,N,;,若,R,1,=5,?,R,2,=10,?,R,3,=20,?,求线电流及中性,线电流,I,N,。,L,1,i,1,+,u,1,N,L,3,u,2,L,2,+,i,N,u,3,+,R,1,N,?,R,3,R,2,i,2,i,3,L,1,+,i,1,i,N,u,3,+,R,1,解：,已知：,u,1,N,?,?,220,0,?,V,U,1,L,3,u,2,L,2,+,N,?,R,3,R,2,i,2,i,3,?,U,220,0,?,1,?,?,I,?,A,?,44,0,?,A,1,R,1,5,?,U,220,?,120,?,2,?,?,I,?,A

5、,?,22,?,120,?,A,2,R,2,10,?,U,220,?,120,?,3,?,?,I,?,A,?,11,?,120,?,A,3,R,3,20,?,?,I,?,?,I,?,?,I,?,?,44,0,?,A,?,22,?,120,?,A,?,11,?,120,?,A,?,29,?,19,?,I,N,1,2,3,例,2,：照明系统故障分析,在上例中，试分析下列情况,(1) L,1,相,短路,:,中线未断，各相负载电压；,中线断，各相负载电压。,(2) L,1,相,断路,:,中线未断，各相负载电压；,中线断，各相负载电压。,解,:,(1) A,相短路,中性线未断,L,1,2) L,1,相短

6、路,中线断,R,1,N,R,3,N,?,R,2,?,?,0,U,1,?,?,0,U,1,?,?,U,12,?,U,2,?,?,380,V,U,2,U,?,?,U,U,?,?,380,V,L,2,L,3,(2) L,1,相断路,1),中性线未断,L,2,、,L,3,相灯仍承受,220V,电压,正常工作。,2),中性线断开,变为单相电路，,如图,(b),所示,由图可求得,L,1,R,1,N,R,3,N,?,R,2,L,2,L,3,U,23,380,I,?,?,?,12,.,7,A,R,2,?,R,3,10,?,2,0,L,2,i,u,2,+,+,u,3,?,?,IR,2,?,12,.,7,?,10

7、,?,127,V,U,2,?,?,IR,3,?,12,.,7,?,20,?,254,V,U,3,L,3,(b),（,1,）不对称负载,Y,联结又未接中性线时，负载相电,压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。,（,2,）,中线的作用：保证星形联结三相不对称负载的,相电压对称。,（,3,）照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供,电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀,闸开关。,结论,5.3,负载三角形联结的三相电路,1.,联结形式,L,1,+,i,1,Z,31,u,12,L,2,+,L,3,i,31,i,12,Z,23,Z,12,u,31,+,i,2,i,3,i,23,u,23

8、,?,、,I,?,?,I,相电流,:,流过每相负载的电流,、,I,12,23,31,?,、,I,?,、,I,?,线电流,:,流过端线的电流,I,1,2,3,2.,分析计算,(1),负载相电压,=,电源线电压,即,:,U,P,=,U,l,L,1,i,1,Z,12,一般电源线电压对称，,Z,31,i,u,i,12,12,31,因此不论负载是否对称，,u,31,i,23,i,2,负载相电压始终对称,即,Z,23,L,2,U,12,=,U,23,=,U,31,=,U,l,=,U,P,+,?,u,U,23,i,12,?,3,(2),相电流,I,12,?,+,L,3,Z,12,?,?,?,?,I,、,I,

9、、,I,相电流：,12,23,31,U,23,?,?,I,23,?,、,I,?,、,I,?,Z,23,线电流：,I,1,2,3,?,U,31,?,线电流不等于相电流,I,31,?,Z,31,+,(3),线电流,?,?,I,?,?,I,?,I,1,12,31,?,?,I,?,?,I,?,I,?,?,I,U,31,31,?,2,I,?,I,3,?,?,I,?,?,I,?,I,3,31,23,2,23,12,负载对称时,相电流对称,，即,?,23,I,U,P,I,12,?,I,23,?,I,31,?,I,P,?,?,23,U,?,Z,?,I,?,31,X,I,相量图,1,?,12,?,?,23,?,

10、?,31,?,?,?,arctan,R,为此线电流也对称，即,I,1,?,I,2,?,I,3,?,I,l,。,由相量图可求得,结论,:,对称负载,联接时,线电流比相应的相电流,滞后,30,?,。,?,U,I,?,12,12,I,l,?,2,I,P,cos,30,?,?,3,I,P,线电流,I,l,?,3,I,P,(相电流),且落后相应的相电流,30,?,。,5.4,三相功率,无论负载为,Y,或,联结，每相有功功率都应为,P,p,=,U,p,I,p,cos,?,p,相电压与相,当负载对称时：,P =,3,U,p,I,p,cos,?,p,电流的相位差,1,U,p,?,U,l,I,p,?,I,l,对

11、称负载,Y,联结时：,3,1,U,p,?,U,l,I,p,?,I,l,对称负载,?,联结时：,3,所以,P,?,3,U,P,I,P,cos,?,P,?,3,U,l,I,l,cos,?,P,S,?,P,?,Q,?,3,U,P,I,P,?,3,U,l,I,l,2,2,同理,Q,?,3,U,I,sin,?,?,3,U,I,sin,?,p,p,p,l,l,p,例,1:,有一三相电动机,每相的等效电阻,R,= 29,?,等效,感抗,X,L,=21.8,?,试求下列两种情况下电动机的相电流、,线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果：,(1),绕组联成星形接于,U,l,=380 V,的三相电源上,;,

12、(2),绕组联成三角形接于,U,l,=220 V,的三相电源上。,U,P,?,解,:,(1),I,P,?,Z,220,29,?,21,.,8,2,2,A,?,6,.,1,A,P,?,3,U,l,I,l,cos,?,?,3,?,380,?,6,.,1,?,29,29,?,21,.,8,2,2,W,?,3,?,380,?,6,.,1,?,0,.,8,?,3,.,2,k,W,U,P,220,?,A,?,6,.,1,A,(2),I,P,?,2,2,Z,29,?,21,.,8,I,l,?,3,I,P,?,10,.,5,A,P,?,3,U,l,I,l,cos,?,?,3,?,220,?,10,.,5,?,

13、0,.,8,W,?,3,.,2,k,W,比较,(1), (2),的结果,:,有的电动机有两种额定电压,如,220/380 V,。,当电源电压为,380 V,时,电动机的绕组应联结成星形；,当电源电压为,220 V,时,电动机的绕组应联结成三角形。,在三角形和星形两种联结法中,相电压、相电流,以及功率都未改变,，仅,三角形联结情况下的线电流,比星形联结情况下的线电流增大,3,倍,。,例,2:,线电压,U,l,为,380 V,的三相电源上，接有两组对称,三相负载：一组是三角形联结的电感性负载，每相,阻抗,;,Z,?,?,36,.,3,37,?,?,另一组是星形联结的电阻性,负载，每相电阻,R,=1

14、0,?,如图所示。试求：,(1),各组负载的相电流；,L,1,(2),电路线电流；,L,2,(3),三相有功功率。,L,3,?,?,380,0,?,V,解：,U,设,12,(1),各电阻负载的相电流,?,?,220,?,30,?,V,则,U,1,Z,?,R,Y,由于三相负载对称，所以只需计算一相，其它,两相可依据对称性写出。,负载三角形联解时，其相电流为,?,I,1,2,?,负载星形联接时，其线电流为,?,U,380,0,?,12,?,?,A,?,10,.,47,-,37,?,A,Z,?,36.3,37,?,(2),电路线电流,?,U,1,?,I,1,Y,?,?,22,-,3,0,?,A,R,

15、Y,?,?,10,.,47,3,?,37,?,-,3,0,?,?,18,.,13,?,67,?,A,I,1,?,?,?,I,?,?,I,?,?,18,.,13,?,67,?,?,22,?,30,?,I,1,1,?,1,Y,?,38,?,46,.,7,?,A,一相电压与电流的相量图如图所示,一相电压与电流的相量图如图所示,-30,o,-67,o,-46.7,o,?,I,1,Y,?,U,12,?,U,1,?,I,1,?,I,1,?,(3),三相电路的有功功率,P,?,P,Y,?,P,?,?,3,U,l,I,l,cos,?,?,?,3,U,l,I,l,cos,?,Y,?,3,?,380,?,18,.,13,?,0,.,8,W,?,3,?,380,?,22,W,?,9546,?,14480,?,2,.,4,k,W,某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼,例,5,：,所有电灯都突然暗下来，而第一层楼电灯亮度不变，,试问这是什么原因？这楼的电灯是