电路理论课件华科汪建ch7讲稿

引言三相电路的初步概念：三个频率相同，相位不同的交流电源与三组负载按特定方式连接组成的供电和用电系统第七章三相电路目前一页\总数三十四页\编于二点三相制的优点：几何尺寸相同的三相发电机比单相发电机的容量大三相输电比单相输电经济三相电动机比单相电动机运行平稳7-1三相电路的基本概念7-1-1对称三相电源及其连接方式1、对称三相电源对称三相交流电的产生目前二页\总数三十四页\编于二点UmuC360o120o240o0tuuAuB7-1-1对称三相电源及其连接方式1、对称三相电源uA=2UsintuB=2Usin(t-120O)uC=2Usin(t+120O)三相交流发电机示意图NSCxyzABBn0t0tAx=NSBsinti目前三页\总数三十四页\编于二点7-1-1对称三相电源及其连接方式1、对称三相电源uA=2UsintuB=2Usin(t-120O)uC=2Usin(t+120O)360o120o240o0tuUmuCuAuBUA.=U0OUB.=U-120OUC.=U+120OUC.UA.UB.UB.UC.+uA+uB+uC=0UA.UB.UC.++=0对称三相电源的一般概念相序，正序，负序，零序目前四页\总数三十四页\编于二点7-1-1对称三相电源及其连接方式1、对称三相电源2、三相电源的连接方式三角形()连接星形()连接Y三角形连接的环流问题+++---UA.UB.UC.ABC+++---UA.UB.UC.ABC+++---UA.UB.UC.ABC+++---UA.UB.UC.ABC目前五页\总数三十四页\编于二点7-1-2三相负载1、负载的连接方式2、对称三相负载ZAZBZC==7-1-3三相电路的连接方式，术语及变量参考方向的习惯规定三相三线制：Y-Y，Y-，-Y，-三相四线制：Y0-Y0ZAZBZCA´B´C´ZBZCZAC´A´B´目前六页\总数三十四页\编于二点7-1-3三相电路的连接方式，术语及变量参考方向的习惯规定+++---UA.UB.UC.ZAZBZCZNOBAABOCC端线（相线，火线）线电压相电压+-U.OA相电流中(性)点中(性)线(地线)线电流+-U.ABZAZBZC+++---UA.UB.UC.AACCBBIA.IA.I.CA-+UAB.+-UAB.目前七页\总数三十四页\编于二点7-1-4对称情况下线量与相量的关系ZAZBZC+++---UA.UB.UC.AACCBBY形连接：线电流与相电流线电压与相电压UAB.UA.UB.=-UBC.UC.=UB.-UCA.=UC.-UA.UA.UB.UC.UAB.UBC.UCA.30O=3UA.IA.线电压大小是相电压的倍，相位超前对应的先行相30o3目前八页\总数三十四页\编于二点7-1-4对称情况下线量与相量的关系形连接：线电流与相电流线电压与相电压ZAZBZC+++---UA.UB.UC.AACCBB线电流大小是相电流的倍，相位滞后对应的后续相30o3+-U.AB+-UAB.IB.IC.I.CAABI.CBI.IA.=-IA.ABI.I.CA=3-30OABI.=-IB.CBI.ABI.=-IC.I.CACBI.IA.IC.IB.目前九页\总数三十四页\编于二点7-2三相电路的分析计算概述三相电路是结构形式上特殊的复杂正弦稳态电路对称三相电路区别于一般正弦稳态电路的特殊规律利用特殊规律简化分析计算讨论的重点:Y-Y，Y0-Y07-2-1对称三相电路的分析计算对称三相电路的概念+++---UA.UB.UC.ZAZBZCZNOBAABOCCZLCZLAZLB目前十页\总数三十四页\编于二点7-2三相电路的分析计算7-2-1对称三相电路的分析计算+++---UA.UB.UC.ZAZBZCZNOBAABOCCZLCZLAZLB电路的结构特点节点分析()3Z+ZL+ZN1()OUO.1Z+ZL=UC.UA.UB.++OUO.=0形成各相计算的独立性IN.IN.=0O，O短接目前十一页\总数三十四页\编于二点对称性只需取一相作具体计算7-2-1对称三相电路的分析计算+++---UA.UB.UC.ZAZBZCZNOBAABOCCZLCZLAZLBIN.OUO.=0形成各相计算的独立性+-UA.ZAOAAOZLAIA.+-UB.ZBOBBOZLBIB.+-UC.ZCOCCOZLCIC.目前十二页\总数三十四页\编于二点7-2-1对称三相电路的分析计算例1图示对称三相电路中，电源端线电压为380V，ZL=(1+j2)

，Z1=(4+j3)，Z2=(9+j12)，ZN=(2+j4)，求各支路电流。IA.IA1.ABCOCBAOZNZ2Z2Z2Z1Z1Z1ZLZLZLIN.IA2.I.BA目前十三页\总数三十四页\编于二点7-2-1对称三相电路的分析计算.IA.IA1ABCOCBAOZNZ1Z1Z1ZLZLZLIN.IA2.OZ23Z23Z23计算A相的等效电路ZLZ1Z23AOOOIA2.IA1.IA.-+2200ºAIN=0•目前十四页\总数三十四页\编于二点Z=1+j2+(4+j3)(3+j4)(4+j3+3+j4)=2.79+j3.79=4.7153.6°IA=2200°4.7153.6°=46.7–53.6°A•IA1=7+j73+j446.7–53.6°•=23.6–45.5°AIA2=7+j74+j346.7–53.6°•=23.6–61.7°A原电路中三角形连接负载A相的电流IAB=31IA230••=13.6–31.7°AZLZ1Z23AOOOIA2.IA1.IA.-+2200ºAZL=1+j2Z1=4+j3Z2=9+j12目前十五页\总数三十四页\编于二点7-2-1对称三相电路的分析计算解题步骤：(1)连接的负载或连接的电源全部等效变换为Y连接；(2)短接电源和所有负载的中性点（若原来有中线，则中线电流为零）；(3)取一相（A相）作具体计算；(4)根据、Y连接中线电压（线电流）与相电压（相电流）的关系计算原电路中连接的负载或电源的电压和电流；(5)由对称关系直接写出另外两相的电压和电流。目前十六页\总数三十四页\编于二点7-2-2不对称三相电路的分析计算不对称三相电路的概念IAIN••例2每相20盏灯泡，三相四线制。(1)灯泡全亮时ABCOROUl=380V220V/40W•UA=2200R==60.5

22024020IA==3.640A220060.5•IB=3.64–120A•IC=3.64120A•IN=0•实际电路的情况往往是三相电源对称，负载不对称。目前十七页\总数三十四页\编于二点+-O++--ZLAZLBZLCZCZBZNZAOIN.UA.UB.UC.IA.IB.IC.BAABCC一般性讨论（与对称情况的比较）7-2-2不对称三相电路的分析计算ZLA+ZA1ZLB+ZB1ZLC+ZC1++•UO（）ZN+1ZLA+ZAUA•=ZLB+ZBZLC+ZC++UBUC••UA–UOIA=ZLA+ZA•••IB=ZLB+ZB•UB–UO••IC=ZLC+ZC•UC–UO••UO0！•目前十八页\总数三十四页\编于二点UAB=38030°.UBC=380–90°.UCA=380150°.

例3、图示对称三相电源的线电压为380V，求各相电流和各线电流。ABCj200–j200200IA•IB•IC•+-O++--ZLAZLBZLCZCZBZNZAOIN.UA.UB.UC.IA.IB.IC.BAABCCIN=IA+IB+IC•••••UAO=ZAIA•UBO=ZBIB••UCO=ZCIC••各相负载的相电压•IN=UOZN•（或）目前十九页\总数三十四页\编于二点ICA==1.960°=0.95+j1.65380150°j200.IBC==1.9380–90°–j200...IAB==38030°200UAB200ABCj200–j200200IA•IB•IC•IA=IAB

–ICA=0.7–j0.7=0.99–45°...IC=ICA

–IBC=–0.95+j1.65=1.9120°...IB=IBC–IAB=0.25–j0.95=0.98–75.3°•••UAB=38030°.UBC=380–90°.UCA=380150°.=1.930°=1.65+j0.95问题：如果线路阻抗不为零，应如何分析？目前二十页\总数三十四页\编于二点例4(续例2)Ul=380V220V/40W•UA=2200R=60.5

(2)

A相灯泡半数亮，B、C两相灯泡全亮时ABCO2ROIAIN••RRIA==1.820A2200260.5•IB=3.64–120A•=–1.82–j3.15IC=3.64120A•=–1.82+j3.15IN=IA+IB+IC=1.82180A••••7-2-2不对称三相电路的分析计算（中线电流不为零！）目前二十一页\总数三十四页\编于二点ABCROIA•RR(3)当中线断开时灯泡全亮时同情况(1)2R12R(+)UO=UAUB+UC••••2RR+ABCO2ROIA•RRIB•IC•UO=44180•UAO=2640•UBO=220–120–44180=202–109•A相灯泡半数亮，B、C两相灯泡全亮时UCO=220120–44180=202109•7-2-2不对称三相电路的分析计算目前二十二页\总数三十四页\编于二点UCO=202109•UAO=2640•UBO=202–109•UO=44180•ABCO2ROIA•RRIB•IC•UA•UB•UC•UO•UAO•UBO•UCO•小结：低压配电线路中中线的作用7-2-2不对称三相电路的分析计算目前二十三页\总数三十四页\编于二点7-3Y-Y不对称三相电路的中性点位移1、中性点位移的概念OOABC对称Y-Y或Y0-Y0（ZN=0）不对称的位形相量图ABCO2ROIAIN••RRABCROIA•RRO目前二十四页\总数三十四页\编于二点OABCABCO2ROIA•RRIB•IC•UO=44180•OY-Y不对称的位形相量图OOABC7-3Y-Y不对称三相电路的中性点位移1、中性点位移的概念UA•UB•UC•UO•UAO•UBO•UCO•目前二十五页\总数三十四页\编于二点+-O++--ZZOIN.UA.UB.UC.IA.IB.IC.BAC2、一些典型情况的分析1）三相电源对称，有中线，且ZN=07-3Y-Y不对称三相电路的中性点位移OOABCZZ+-O++--OIN.UA.UB.UC.IA.IB.IC.BACZ目前二十六页\总数三十四页\编于二点2、一些典型情况的分析1）三相电源对称，有中线，且ZN=07-3Y-Y不对称三相电路的中性点位移+-O++--OUA.UB.UC.IA.IB.IC.BAC2）三相电源对称，无中线OABCOOABCO+-O++--ZOUA.UB.UC.IA.IB.IC.BACZZ目前二十七页\总数三十四页\编于二点2、一些典型情况的分析7-3Y-Y不对称三相电路的中性点位移1）三相电源对称，有中线，且ZN=02）三相电源对称，无中线OOABC相负载开路AOABCO相负载开路AOABCO相负载短路AOOABC相负载短路A(熔断器断开)我们能得到什么启发呢？目前二十八页\总数三十四页\编于二点7-4三相电路的功率及其测量三相电路的各种功率均指三相总的功率7-4-1瞬时功率1、一般情况2、对称情况与时间无关！p(t)=uAiA+uBiB+uCiCp(t)=2UphIphsin(t)sin(t–)p(t)=UphIphcos

–UphIphcos(2t–)p(t)=3UphIphcos+2UphIphsin(t–120°)sin(t––120°)+2UphIphsin(t+120°)sin(t–+120°)+UphIphcos–UphIphcos(2t–+120°)+UphIphcos

–UphIphcos(2t––120°)目前二十九页\总数三十四页\编于二点7-4-3无功功率1、一般情况2、对称情况Q=3UphIphsin3或

Q=UlIlsin7-4-2有功功率（平均功率）1、一般情况2、对称情况P=3UphIphcos3或

P=UlIlcos7-4三相电路的功率及其测量P=PA+PB+PCp(t)=3UphIphcosY连接：Uph=Ul/3Iph=Il连接：Uph=Ul3Iph=Il/目前三十页\总数三十四页\编于二点7-4-4功率的测量1、三相四线制(1)一般情况(2)对称情况2、三相三线制测量原理W2W1CAB三相负载iCiAiB****W2W1CAB三相负载iCiA