《电工基础与技能训练》课件-第五章三相电路刘鑫尚

电工基础与技能训练讲授人：刘鑫尚2020.10.25第5章三相电路案例引入“夭折”的会议

某公司有一栋办公楼，高三层，如图5.1所示。夏季的某天晚上，公司决定在二楼会议室召开会议。会议开始前，二层楼的灯、会议室空调、电脑处于工作状态。而一楼和三楼除了走道的灯处于工作状态以外，其余办公室的灯熄灭，空调、电脑处于待机状态。会议开始时发现，二楼的所有电器设备无法正常工作，而一楼和三楼处于工作状态的灯，待机运行的空调、电脑全部被烧坏。此次事故造成了严重的经济损失，如果你是该公司的一名电气值班员，你应该怎么分析该次事故，怎么预防同类事故的发生？图5.1三层办公楼第五章三相电路重点1.三相电路的基本概念2.对称三相电路的分析3.不对称三相电路的概念4.三相电路的功率1.对称三相电源的产生通常由三相同步发电机产生，三相绕组在空间互差120°，当转子以均匀角速度

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。NSººIwAZBXCY三相同步发电机示意图5.1三相电路（1）瞬时值表达式A+–XuAB+–YuBC+–ZuC（2）波形图A、B、C三端称为始端，X、Y、Z三端称为末端。

t

uAuBuuCO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。（3）对称三相电源的相序ABC三相电源中各相电源经过同一值(如最大值)的先后顺序（4）相量表示120°120°120°（5）对称三相电源的特点对称三相电源的瞬时值之和为零或相量之和为零2.三相电源的联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+–CZA+–X+–+–BCYZABCNX,Y,Z接在一起的点称为Y联接对称三相电源的中性点，用N表示。（1）星形联接(Y联接)（2）三角形联接(联接)+–AXBYCZ+–+–A+–X+–+–BCYZABC三角形联接的对称三相电源没有中点。三个绕组始末端顺序相接。名词介绍：(1)端线(火线)：始端A,B,C

三端引出线。(2)中线：中性点N引出线，

接无中线。(3)三相三线制与三相四线制。(5)相电压：每相电源的电压。(4)线电压：端线与端线之间的电压。A+–X+–+–BCYZABCA+–X+–+–BCYZABCN3.三相负载及其联接

三相电路的负载由三部分组成，其中每一部分叫做一相负载，三相负载也有星型和三角形二种联接方式。A'B'C'N'ZAZCZBA'B'C'ZBCZCAZAB星形联接三角形联接称三相对称负载负载的相电压：每相负载上的电压。线电流：流过端线的电流。相电流：流过每相负载的电流。A'B'C'N'ZAZCZBA'B'C'ZBCZCAZAB负载的线电压：负载端线间的电压。4.三相电路

三相电路就是由对称三相电源和三相负载联接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以组成：电源YY△负载电源△Y△负载当组成三相电路的电源和负载都对称时，称对称三相电路+–AN+–B+–CZZZN’三相四线制+–+–+–ABCZZZY△YY三相三线制1.Y联接5.2对称三相电源线电压（电流）与相电压（电流）的关系A+–X+–+–BCYZABCN利用相量图得到相电压和线电压之间的关系：线电压对称(大小相等，相位互差120o)一般表示为：30o30o30o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。结论2.联接A+–X+–+–BCYZABC

以上关于线电压和相电压的关系也适用于对称星型负载和三角型负载。关于

联接电源需要强调一点：始端末端要依次相连。正确接法错误接法I=0,联接电源中不会产生环流。注意I

0,接电源中将会产生环流。3.线电流和相电流的关系A+–+–+–BCABCNA'B'C'N'ZZZ对称电源星型联接时，线电流等于相电流。结论A'B'C'ZZZA'B'C'Z/3Z/3Z/3N’(2)线电流相位滞后对应相电流30o。对称电源△联接时结论5.3对称三相电路的计算

对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对称，因而可以引入一特殊的计算方法。1.Y–Y联接(三相三线制）+_+__+NnZZZABCabc以N点为参考点，对n点列写节点方程：+_+__+NnZZZABCabc负载侧相电压：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单相电路的计算。+_+__+NnZZZABCabcA相计算电路+–ANnaZ也为对称电压计算电流：为对称电流结论UnN=0，电源中点与负载中点等电位。有无中线对电路情况没有影响。2.对称情况下，各相电压、电流都是对称的，可采用一相（A相）等效电路计算。只要算出一相的电压、电流，则其它两相的电压、电流可按对称关系直接写出。3.Y形联接的对称三相负载，其相、线电压、电流的关系:2.Y–联接+_+__+NZZZABCabc解法+_+__+NZZZABCabcn(1)将所有三相电源、负载都化为等效Y—Y联接电路；(3)画出单相计算电路，求出一相的电压、电流，一相电路中的电压为Y接时的相电压。一相电路中的电流为线电流。(4)根据接、Y接时线、相量之间的关系，求出原电路的电流电压。(7)由对称性，得出其它两相的电压、电流。

对称三相电路的一般计算方法:(2)中线不起作用。即在对称三相电路中，不管有无中线，中线阻抗多大，对电路都没有影响；（5）各相负载的电压和电流均由该相的电源和负载决定，与其他两相无关，各相具有独立性；（6）各相电压、电流均是与电源同相序的对称三相正弦量；例ABCZZZZlZlZl已知对称三相电源线电压为380V，Z=6.4+j4.8

，Zl=6.4+j4.8

。求负载Z的相电压、线电压和电流。解+–A+–BN+–CZlZlZlZZZ+–ANnaZZl画出一相计算图+–ANnaZZlN+++–––N

RARBRCACB若RA=RB=RC=5

，求线电流及中性线电若RA=5,RB=10,RC=20,求线电流及例:一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电源线电压。负载为电灯组，流IN;中性线电流IN。中性线电流解：已知：N+++–––N

RARBRCACB(1)线电流

三相对称(2)三相负载不对称（RA=5

、RB=10

、RC=20

）

分别计算各线电流中性线电流例照明系统故障分析解:

(1)A相短路1)中性线未断

NRARCRBABNC

此时A相短路电流很大，将A相熔断丝熔断，而B相和C相未受影响，其相电压仍为220V,正常工作。

试分析如示电路下列情况

(1)A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)A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。

此情况下，B相和C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。2)A相短路,中性线断开时,

此时负载中性点N´即为A,因此负载各相电压为

ABNCN´iAiCiB+++–––(2)A相断路2)中性线断开B、C相灯仍承受220V电压,正常工作。1)中性线未断变为单相电路，如图(b)所示,由图可求得IBCU´AU´B+––+(b)

NRARCRBABNC(a)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。

例:一台同步发电机定子三相绕组星形联结。带负载运行时，三相电压和三相电流均对称，线电压V，线电流A，试写出三相电压和三相电流的解析表达式。解：因为星形联结：，所以相电压的有效值为

又因为相电压在相位上滞后于相应的线电压，所以A相电压的解析式为根据电压的对称性，B相电压滞后于A相电压120度，C相电压滞后于B相电压120度，因此B、C相的相电压解析式为。又因为星形联结：，所以相电流解析式为根据电流的对称性，B相电流滞后于A相电流120度，C相电流滞后于B相电流120度，因此B、C相的相电压解析式为:电源不对称（不对称程度小，系统保证其对称)。电路参数(负载)不对称情况很多。电源对称，负载不对称(低压电力网)。分析方法不对称复杂交流电路分析方法。主要了解：中性点位移。11.4不对称三相电路的概念讨论对象负载中点与电源中点不重合的现象。在电源对称情况下，可以根据中点位移的情况来判断负载端不对称的程度。当中点位移较大时，会造成负载相电压严重不对称，使负载的工作状态不正常。NN'中性点位移.1.对称三相电路功率的计算5.5三相电路的功率Pp=UpIpcos

三相总功率：P=3Pp=3UpIpcos

（1）平均功率A’B’C’ZZZ注：(1)

为相电压与相电流的相位差角(阻抗角)，不要误以为是线电压与线电流的相位差。(2)cos

为每相的功率因数，在对称三相制中三相功率因数：

cos

A=cos

B=cos

C=cos

。(3)公式计算电源发出的功率(或负载吸收的功率)。A’B’C’ZZZ（2）无功功率Q=QA+QB+QC=3Qp（3）视在功率这里的，P、Q、S都是指三相总和。功率因数也可定义为：

cos

=P/S(不对称时

无意义)（4）对称三相负载的瞬时功率单相：瞬时功率脉动三相：瞬时功率恒定wtpO3UIcos

pwtOUIcos

若W1的读数为P1,W2的读数为P2

，则三相总功率为：三相三线制P=P