电工学三相电路

第3章三相电路本章要求：

1.掌握对称三相负载Y和△联接时相线电压、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。

3.1三相电源一、三相交流电源的产生

三相交流电源，是由三个频率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流电势组成的电源。三相交流发电机示意图U2V1V2W1W2U1(尾端)+euevew(首端)++––

–U2V1V2W1W2U1U2V1V2W1W2U1×ו•×•×•×•U2V1V2W1W2U1ווU2V1V2W1W2U1וווU2V1V2W1W2U1定子NS转子工作原理：动磁生电铁芯（作为导磁路径）三相绕组匝数相同空间排列互差120:直流励磁的电磁铁定子转子发电机结构相量图波形图e0eUeVeW2120°240°360°三相电动势瞬时表示式相量表示式EVEU..120°120°120°EW.对称三相电势的瞬时值之和为0三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。最大值相等频率相同相位互差120°称为对称三相电势三个正弦交流电动势满足以下特征相序U1

V1W1称为正序或顺序；W1

V1U1称为负序或逆序。电力系统中通常采用正序。二、三相电源的星形联接1.联接方式中线(零线、地线)中性点端线(相线、火线)在低压系统,中性点通常接地，所以也称地线。相电压：端线与中线间（发电机每相绕组）的电压线电压：端线与端线间的电压–+–++–、UlL2L2L3NL2L3

e1+–e3+–e2+––+–+–+L1UlUp2.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°L1XYZNL2L3e1+–e3+–e2+–+–+–+––+–+–+同理30o30o30o三、三相电源的三角形联接–++–+L2L1L3–结论：电源△联接时，线电压与相电压的大小相等并且相位相同。关于接还要强调一点：首端末端要依次相连。正确接法错误接法I=0,接电源中不会产生环流。注意：I0,接电源中将会产生环流。3.2负载星形联结的三相电路三相负载不对称三相负载：不满足Z1=Z2

=

Z3

如由单相负载组成的三相负载对称三相负载：Z1=Z2=

Z3

如三相电动机一、三相负载分类单相负载：只需一相电源供电

照明负载、家用电器负载三相负载：需三相电源同时供电

三相电动机等三相负载的联接

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。L1L2电源L3保险丝三相四线制380/220伏N

额定相电压为220伏的单相负载

额定线电压为380伏的三相负载三相负载连接原则

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。

二、负载星形联接的三相电路线电流：流过端线的电流相电流：流过每相负载的电流结论：负载Y联接时，线电流等于相电流。Y:三相三线制Y0：三相四线制1.联接形式+Z2Z3Z1N'N++–––N电源中性点N´负载中性点2.负载Y0联接三相电路的计算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3)线电流＝相电流Y0联接时：4)中线电流负载Y联接带中线时,可将各相分别看作单相电路计算+Z2Z3Z1N'N++–––负载对称时,中线无电流,可省掉中线。3.对称负载Y0

联接三相电路的计算负载对称时，三相电流也对称。负载对称时，只需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出。+Z2Z3Z1N'N++–––例1：N+++–––NR1R2R3L1L3L2若R1=R2=R3=5，求线电流及中电流若R1=5,R2=10,R3=20,求线电流及

一星形联接的三相电路，电源电压对称.设电源线电压。负载为电灯组，流IN;中线电流IN。例2：照明系统故障分析

NR1R3R2L1L2NL3

在上例中，试分析下列情况

1.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。

2.L1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。一、联接形式3.3负载三角形联结的三相电路线电流:

流过端线的电流相电流:

流过每相负载的电流

、、Z12Z23Z31L1L3L2+++–––线电流不等于相电流2.相电流1.负载相电压=电源线电压即:UP=Ul

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,即二、分析计算Z12Z23Z31L1L3L2+++–––相电流：线电流：U12=U23=U31=Ul=UP相量图23123123123130°负载对称时,相电流对称，即233.线电流由相量图可求得为此线电流也对称，即。

线电流比相应的相电流滞后30。三相负载的联接原则负载的额定电压=电源的线电压应作联接负载的额定电压=

电源线电压应作Y联接

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。

三相电动机绕组可以联接成星形，也可以联接成三角形，而照明负载一般都联接成星形（具有中性线）。3.4三相功率的计算无论负载为Y或△联接，每相有功功率都应为

Pp=Up

Ip

cosp对称负载联接时：同理对称负载Y联接时：相电压与相电流的相位差当负载对称时：P=3UpIpcosp

有一三相电动机,每相的等效电阻R=29,等效感抗XL=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Ul=380V的三相电源上;(2)绕组联成三角形接于Ul=220V的三相电源上。例1:例2：

某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装40瓦日光灯210盏(cos1=0.5)，60瓦白炽灯90盏(cos2=1),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