三相电路课件教材

第十二章三相电路

三相电路线电压（电流）与相电压电流）的关系

对称三相电路的计算

三相电路的功率2135

不对称三相电路的概念4

本章要求：1.掌握三相电路中线电压（电流）与相电压（电流）的关系；2.掌握对称三相电路的计算（包括电压、电流及功率）；

3.熟悉三相电路中相关概念。三相电路1一、对称三相电压的产生通常由三相发电机产生，三相绕组在空间互差120°，当转子转动时，在三相绕组中产生感应电压，从而形成对称三相电源。NSwAZBXCY三相发电机示意图三相电路11.瞬时值表达式A+–XuAB+–YuBC+–ZuC2.波形图

t

OuAuBuuC三相电路13.相量表示120°120°120°4.对称三相电源的特点三相电路1正序(顺序)：A—B—C—A负序(逆序)：A—C—B—AABC相序的实际意义：对三相电动机，如果相序反了，就会反转。以后如果不加说明，一般都认为是正相序。ACBDABC123DACB123正转反转

5.对称三相电源的相序：三相电源中各相电源达到最大值的先后顺序。

三相制相对于单相制在发电、输电、用电方面有很多优点，主要有：(1)三相发电机比单相发电机输出功率高。(3)性能好：三相电路的瞬时功率是一个常数，对三相电动机来说，意味着产生机接转矩均匀，电机振动小。(2)经济：在相同条件下(输电距离，功率，电压和损失)三相供电比单相供电省铜。(4)三相制设备(三相异步电动机，三相变压器)简单，易于制造，工作经济、可靠。由于上述的优点，三相制得到广泛的应用。6.三相制的优点二、对称三相电源的联接星形联接(Y接)：把三个绕组的末端X,Y,Z接在一起，把始端A,B,C引出来。+–ANX+–BY+–CZ1.联接方式A+–X+–+–BCYZABCN三角形联接(型联接)：三个绕组始、末端顺次相接。+–AXBYCZ+–+–A+–X+–+–BCYZABC2、名词介绍：①端线(火线)：A,B,C三端引出线。②中线：中性点引出线(接地时称地线)，型联接无中线。④相电压：每相电源(负载)的电压⑥相电流：流过每相电源(负载)的电流③线电压：火线与火线之间的电压⑤线电流：流过火线的电流：Y接：

接：

接：Y接：(1)Y接A+–X+–+–BCYZABCN线电压（电流）与相电压（电流）的关系2利用相量图得到相电压和线电压之间的关系：30o30o30o结论：对Y接法的对称三相电源

所谓的“对应”：对应相电压用线电压的第一个下标字母标出。(1)相电压对称，则线电压也对称。(3)线电压相位领先对应相电压30o。

上面讨论的是电源侧线电压与相电压的情况，对于负载端来说，如果负载相电压对称，则情况完全类似。(2)

接A+–X+–+–BCYZABC即线电压等于对应的相电压。关于

接还要强调一点：始端末端要依次相连。正确接法错误接法I=0,

接电源中不会产生环流。注意：I不等于0,

接电源中将会产生环流。

a）单相负载

（1）负载的额定电压=电源的相电压时，负载接于相线与中性线之间；（2）负载的额定电压=电源的线电压时，负载接于相线与相线之间；

（3）负载的额定电压不等于电源的相电压，也不等于电源的线电压时，要通过变压器变压后在连接。

对称三相电路的计算3一、三相负载连接原则

b）三相负载按负载要求接于三相相线之间。注意：负载尽量均衡地分配到三相电源上。对称三相电路的计算3AB电源C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伏的三相负载二、负载联接举例三、三相负载联接等效电路1.三相负载的联接：Y型和

型联接方式A'B'C'N'Z1Z2Z3A'B'C'Z3Z2Z1对称三相电路的计算3

按电源和负载的不同联接方式可分为Y–Y，

Y0–Y0，Y–

，

–Y，

–

等。2.对称三相负载:Z1=Z2=Z33.对称三相电路：由对称三相电源和对称三相负载联接而成。对称三相电路的计算3四、对称三相电路的计算对称三相电路的计算方法:三相电路单相化。牢记此技巧!对称三相电路的计算31.Y0–Y0(三相四线制)+_+__+NnZZZABCabc+–ANnaZ只需取一相计算。对称三相电路的计算3+_+__+NnZZZABCabc可直接写！可直接写！·=0·+_+__+NnZZZABCabc2.Y–Y接(三相三线制)对称三相电路的计算3+_+__+NnZZZABCabc以N点为参考点，对n点列写节点方程：因N，n两点等电位，可将其短路，且其中电流为零。这样便可将三相电路的计算化为一相电路的计算。当求出相应的一相电压、电流后，再由对称性，可以直接写出其它两相的结果。结论：有无中线对电路情况没有影响。没有中线(Y–Y接，三相三线制)，可将中线连上。因此，Y–Y接电路与Y0–Y0接(有中线)电路计算方法相同。且中线有阻抗时可短路掉。②对称情况下，各相电压、电流都是对称的，只要算出某一相的电压、电流，则其他两相的电压、电流可直接写出。①三相对称电路中,UnN=0，中线电流为零。对称三相电路的计算3线电流:

流过端线的电流相电流:

流过每相负载的电流

、、ZABZBCZCAACB+++–––3.Y–

联接对称三相电路的计算1

相电流

分析计算ZABZBCZCAACB+++–––对称三相电路的计算3ZABZBCZCAACB+++–––线电流对称三相电路的计算3相量图BCABCA负载对称时,相电流对称，即BCABCA30°BC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

。对称三相电路的计算3结论：(1)负载上相电压与线电压相等，且对称。(2)线电流与相电流也是对称的。线电流大小是相电流的倍，相位落后相应相电流30°。故上述电路也可只计算一相，根据对称性即可得到其余两相结果。对称三相电路的计算3例1：ABCZZZZlZlZl已知对称三相电源线电压为380V，Z=6.4+j4.8

，Zl=3+j4

解：+–A+–BN+–CZlZlZlZZZ+–ANnaZZl求负载Z的相电压、线电压和线电流。+–ANnaZZl例2：ABCZZZABCZZZ一对称三相负载分别接成Y接和

接。分别求线电流。解：应用：Y-

降压起动。可化为星形例3:

如图对称三相电路，电源线电压为380V，Z1=1053.1，Z2=–j50

，ZN=1+j2

。求：总线电流。+___++NACBZ1Z2ZNN'解：+_Z1+_Z1根据对称性，得B、C相的线电流、相电流：（中点位移）+_+__+NN'ZNZaZbZc当三相负载Za、Zb、Zc不相同。三个相电流不对称，中线电流不为零。故：此时负载各相电压不再对称。电源不对称程度小(由系统保证)。负载不对称情况很多。不对称不对称三相电路的概念4例1照明电路(1)正常情况下，三相四线制，中线阻抗约为零。每相负载的工作情况相对独立。(2)假设中线断了(三相三线制),A相电灯没有接入电路(三相不对称)灯泡未在额定电压下工作，灯光昏暗。ACBNN'ACBN'(3)A相短路超过灯泡的额定电压，灯泡可能烧坏。结论：(a)照明中线不装保险，并且中线较粗。一是减少损耗，二是加强强度(中线一旦断了，负载就不能正常工作)。(b)要消除或减少中点的位移，尽量减少中线阻抗，然而从经济的观点来看，中线不可能做得很粗，应适当调整负载，使其接近对称情况。ACBN'1.对称三相电路的平均功率P对称三相负载Z

Pp=UpIpcos

三相总功率

P=3Pp=3UpIpcos

三相电路的功率5注意：

为相电压与相电流的相位差角(相阻抗角)，不要误以为是线电压与线电流的相位差。2.无功功率Q=QA+QB+QC=3Qp3.视在功率三相电路的功率54.瞬时功率三相电路的功率5单相：瞬时功率脉动三相：瞬时功率平稳，转矩m

p可以得到均衡的机械力矩。wtpO3UIcos

pwtOUIcos

求：线电流和电源发出总功率。解：例1Ul=380V，Z1=30+j40

，电动机P=1700W，cosj=0.8(滞后)。DABCZ1电动机电动机负载：总电流：正误判断对称负载Y联结

+ZBZCZAN'N++–––对称负载Y联结

正误判断

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:解:(1)(2)

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倍。例2各电阻负载的相电流

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。ABC

线电压Ul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载，每相阻抗;另一组是星形联结的电阻性负载，每相电阻R=10,如图所示。试求：各组负载的相电流；(2)电路线电流；(3)三相有功功率。设解：负载星形联接时，其线电流为负载三角形联解时，其相电流为(2)电路线电流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(3)三相电路的有功功率-30o-67o-46.7o

三相对称负载作三角形联结，UL

=220V，当S1、

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

1断、S

2闭合时,各电流表读数和有功功率P。例3ZCAAAAS1S2ZABZBCCAB或：P=I2RP=UIcos

tg

=XL/R

解：(1)由已知条件可求得ZCAAAAS1S2ZABZBCCAB2)S1闭合、S2断开时

IA=IC=10AIB

=17.32A

流过电流表A、C

的电流变为相电流IP，流过电流表B的电流仍为线电流IL

。因为开关s均闭合时

每相有功功率P=1.5kW

当S1合、S2断时，ZAB、ZBC

的相电压和相电流不变，则PAB、PBC不变。P=PAB+PBC

=3kWS1AAAS2ZABZCAZBCCABIB

=0A3)S1断开、S2闭合时变为单相电路ZABZBCZCAACI1I2

I1仍为相电流

IP

，

I2

变为1/2

IP

。

IA=IC

=10A+5A=15A

I2

变为1/2

IP，所以AB、BC

相的功率变为原来的1/4

。

P=1/4PAB+1/