三相交流电路1

1、第5章三和电路5.1 三相电压5.2 负载星形联结的三相电路5.3 负载三角形联结的三相电路5.4 三相功率伞。0o.伞伞伞。您命第5章三相电珞本章要求:1 .搞清对称三相负载Y和联结时相线电压、相线电流关系;2 .掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正确联接方法，理解中线的作用；3 .掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。5.1三和电压1.三相电压的产生5定子N5.1.1三相交流发电机示意工作原理：动磁生电。转子5.1.2三相绕组示意5.13每相电枢绕组f铁心(作为导磁路经)定子/一，匝数相同发电机结构J二相绕组，空间排列互差120°转子：直流励磁的电磁铁三相电压瞬时表示式%

2、=Emsina)tu2=Emsin120°)w3=Emsin+120°)相量表示U=U/O2=Ur-U2=U/-1200=U(-j)i为U.=U/120°=U(-+j)22三个正弦交流电动势满足以下特征频率相同相位互差120。称为对称三相电动势最大值相等对称三相电动势的瞬时值之和为0即：知+4+=0或，+凡+。3=0三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。供电系统三相交流电的相序为Lp>L2fL32.三相电源的星形联结弋a联接方式V十r+一端线（相线、火线）-三二1中性线（零线、地线）代广jV_Sv2_在低压系统，中1I中性点I+；L2性点通常接地，%3所以也

3、称地线。±_-d-oI相电压：端线与中性线间（发电机痕相绕组）的电压八力、氏4线电压：端线与端线间的电压心2、力3、。31g线电压与相电压的关系由相量图可得012 =闻/30°Ui2 = uu2 必3=圾一 口同理U2.=J3U2/30°。箱=J3./30°结论：电源Y形联结时，线电压且超前相应的相电压30°,三相线电压也是对称的。3.三相电源的三角形联结结论：电源形蝇时 线电压，=相电压45.2负载星形联结的三相电路人三相负载分类负载三相负载：需三相电源同时供电三相电动机等单相负载只需一相电源供电三相负载，照明负载、家用电器，对称三相负载,Z

4、1=Z2=Z：y如三盾电动机I不对称三相负载:不满足Z=Z2=Z31n由单相负载组成的三相负载三相负载的联接三相负载也有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。三相负载连接原则(1)电源提供的电压=负载的额定电压; 单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。220伏的单相负载380伏的三相负载Y:三相三线制Yo：三相四线制W电源中性点）例'负载中性点相电流：流过每相负载的电流2负载星形联结的三相电路 （1）联结形式结论:负载Y联 结时，线电 流等于相电 流,N |Z2|NIzJ线电流：流过端线的电流八八、八1）负载端的线电压=电源线电压2）负载的相电压=电源相电压

5、Y联结时： 5 = V3t/P4z.3）线电流=相电流4）中线电流八二人+八+八负载Y联结带中性线时,可将各相分别看作单相电路计算对称负载Y联结三相电路的计算负载对称时,+ZIzJN lz2l因为三相电压对称，Kza = zb = zc所以负载对称时，三相电流也对称。中线电流 ZN=/1+/2+Z3=0 负载对称时，中性线无电流， 可省掉中性线。只需计算一相电流，其它两相电 流可根据对称性 直接写出。如；=10/30° A可知：=10/-90° A八=10/+150。A;对称无中性线例1:一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电源线电压u12=38072sin(3141+3

6、0°)Vo负载为电灯组，若&=&=吗=5。，求线电流及中性线电流ZN；若&=5C,a=10C，&=20C，求线电流及中性线电流入。解：已知：“2 = 380/302 V，=220如 V(1)线电流/=公=经也A=44Z05A三相对称号5八=44/-120°AA=44/+120。A中性线电流/N=/1+/2+/3=oJL，J三相负载不对称（&=5。、&=100、&=200分别计算各线电流q220Z0!A.=A=44/0°A1 &5t=2204-R、10中性线电流220 4120。20A=11A12O&#

7、176; A/n=/,+A+L=440A+2241200A+114120°A=29/-19。A例2,照明系统故障分析在上例中，试分析下列情况L1相短路：中性线未断时，求各相负载电压;中性线断开时，求各相负载电压。L相断路：中性线未断时，求各相负载电压;中性线断开时，求各相负载电压。解：(1)A相短路1)中性线未断此时L1相短路电流很大,将L】相熔断丝熔断，而L2相和L?相未受影响，其相电压仍为220M正常工作。此时负载中性点N'即为L,因此负载各 相电压为2)L相短路，中性线断开时,u；=o,t/；=0U=U'12,t/；=380Vt/；=t/31,t/；=380V此

8、情况下，L?相和L?相的电灯组由于承受电压上所加的电压都超过额定电压(220V),这是不允许的。Q)L相断路1)中性线未断L2.L3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/=j=7AZ?2+R310+20Uf2=/R2=12.7x10=127V=/?3=12.7x20=254V结论(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,5.3负我三角形

9、麻浩的三相电路1.联结形式23、131相电流：流过每相负载的电流/12>i线电流：流过端线的电流7p八、八2.分析计算(1)负载相电压=电源线电压即：UP=Uj一般电源线电压对称，因此不论负载是否对称,负载相电压始终对称，即U12=%3=%1=U1=Up相电流/12九Zl2Z23线电流：/PI2.I.31一,31线电流不等于相电流K 为此线电流也对称，即/=用=八=4。由相量图可求得4=2Zpcos30°=V37p线电流比相应的相电流滞后30。结论：对称负载A联接时线电流7,=禽/p（相电流）且落后相应的相电流30。三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三角形，而照明负载一

10、般都联结成星形（具有中性线）。三相负载的联接原则应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与电源的联接方式无关。负载的额定电压=电源的线电压负载的额定电压=71,应作A联结电源线电压应作Y联结5.4三相功率无论负载为丫或4联结，每相有功功率都应为相电压与相电流的相位差当负载对称时：P = 3Up/pCos%对称负载Y联结时：Up=*Pp=CpZpCOSp对称负载联结时：Up=uI广忑L所以P=3C/pZpcos(pp=Gujcos同理Q=3UpIpsm(Pp=V3/Z7ZsinpS=P2+Q2=3"p=CUI例1:有一三相电动机,每相的等效电阻A=29d等效感抗*尸21.8d试求下列

11、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：绕组联成星形接于幼=380V的三相电源上；绕组联成三角形接于。=220V的三相电源上。解：Ip =29、Wa/292+2L82220a=6.1|ZV292+21.82P=CuJicosp=VJx380x6.lx=73x380x6.1x0.8=3.2kWA = 6.1A/，220,凶7292+21.82lt=向p=10.5AP-&UJicos(p=43x220x10.5x0.8W=3.2kW比较(1),(2)的结果：有的电动机有两种额定电压,如220/380V。当电源电压为380V时，电动机的绕组应联结成星形；当电源

12、电压为220V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上倍。例2:线电压U,为380V的三相电源上，接有两组对称三相电源：一组是三角形联结的电感性负；阻抗4=36.3eQ；另一组是星形联结的电阻性负载，每相电阻火=10C,如图所示。试求:各组负载的相电流;电路线电流；解：设“2 =3803 V贝! "=220230。V(1)各电阻负载的相电流三相有功功率。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712A=%=38。方a=10.47

13、/-37°A7363/37°负载星形联接时，粪线电流为./=%=22430。ARyQ)电路线电流Z1A=10,4773A37°-30°=18J3/-67°Aix=/1A+/1Y=18J3/-670+22/-30°=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-67°“1A(3)三相电路的有功功率1尸=尸丫+尸A=6ujcos%+Kucos/=V3x380x18.13x0.8W+育x380x22W=9546+14480«2.4kW例3：三相对称负载作三角形联结，Uz=22

14、0V,当S、S2均闭合时，各电流表读数均为17.3A,三相功率P=4.5kW,试求：1）每相负载的电阻和感抗;2）S1合、S2断开时，各电流表读数和有功功率P;3）S断、S2闭合时，各电流表读数和有功功率P。解：（1）由已知条件可求得Z| = T； = 17.32/V3=22n= 0.68R=Zcos(p=22x0>68=15QXL=Zsin°=22x0.733=16.IC或：P=I2RP=L7Zcos(ptg(p=X/R(2)S闭合、S2断开时流过电流表L、L3的电流变为相电流/p,流过电流表L2的电流仍为线电流7/。./1=/3=10A/2=17.32A因为开关S均闭合时每

15、相有功功率尸=1.5kW当耕合、变，则入2、S2断时，Z2、P23不变。z23的相电压和相电流不P=P12+P23=3kWS断开、S?闭合时/2=0A仍为相电流，p，与变为1/2Ip。:./产4=1。A+5A=.A变为所以L2L3相的功率变为原来的1/4。P=I分尸12+1/4尸23+尸31=0.375W+0.375W+1.5W=2.25kW例4：某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装40瓦日光灯210盏（cos例=0.5）,60瓦白炽灯90盏（cos=l）,它们的额定电压都是220V,由380V/220V的电网供电。试分配其负载并指出应如何接入电网。这种情况下，线路电流为多少？解：（1）该照明系统与电网连接图解：（1）该照明系统与电网连接图B。盏70盏/n=30x=8.1818ZQ2A计算线电流设U=220z01V40Z21=70xA60°A21220x0.5=25.46A60°Aj21=30.4/一4