三相电路课件13

三相电路由对称三相电源、三相负载构成的电路三相电路优点：

（1）发电方面：比单项电源可提高功率50％；

（2）输电方面：比单项输电节省钢材25％；

（3）配电方面：三相变压器比单项变压器经济且便于接入负载；

（4）运电设备：具有结构简单、成本低、运行可靠、维护方便等优点。

以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用，是目前电力系统采用的主要供电方式。

研究三相电路要注意其特殊性，即：

（1）特殊的电源

（2）特殊的负载

（3）特殊的连接

（4）特殊的求解方式一、对称三相电源的产生NSººIwAZBXCY三相同步发电机示意图§11—1三相电源三个感应电压的关系角频率，最大值相等相位互差120

对称三相电源1.瞬时值表达式A+–XuAB+–YuBC+–ZuC2.波形图

t0uAuBuuC3.相量表示4.对称三相电源的特点CUBU120°120°120°••正序(顺序)：A—B—C—AABC相序的实际意义5.相序：各相电源经过同一值(如正最大值)的先后顺序负序(逆序)：A—C—B—AABCDACB123反转°°°DABC123正转°°°二、对称三相电源连接A+–X+–+–BCYZ三角形联接(接）星形联接(Y接）°+–X+–+–YZ°°CBA+–+–+–°°°CBA+–X+–Y+–ZCBA名词介绍：(1)端线(火线)(2)中线(7)三相三线制与三相四线制。(3)线电流(5)相电流(4)线电压(6)相电压CACB

BA,,III••••••CBA,,IIINABCABCBCA+–X+–+–YZA+–X+–+–BCYZ(1)Y0接对称三相电源线电压与相电压

,

线电流与相电流的关系A+–X+–+–BCYZABCN线电流＝相电流30o30o30o线电压对称(大小相等，相位互差120o)一般表示为：结论：对Y接法的对称三相电源(2)相电压对称，则线电压也对称。(4)线电压相位领先对应相电压30o。.3

,3

)3(plUU=即倍的线电压大小等于相电压(1)即线电流等于对应的相电流。(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=0I

0V注意二、三相负载•••D••••••三相负载••••单相负载220V380V三相对称负载°°°°°°°°ABCN实际供电系统：低压采用三相四线制，高压采用三相三线制。高压：35KV、110KV、220KV、500KV中压：6KV、10KV低压：380V、220V对称三相电路：由对称三相电源和对称三相负载联接而成。一、Y—Y\Y—YO对称三相电路§11—2

对称三相电路的计算

VVV+_++NnZZZ--Z1ZNZ1Z1I0•+_++NnZZZ--Z1ZNZ1Z1I0•0CBAO=++=

IIII

3.有无中线对电路没有影响。没有中线(Y–Y接，三相三线制)，可加中线中线有阻抗时可短路掉4.对称情况下，各相电压、电流都是对称的。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。1.UnN=0，电源中点与负载中点等电位。2.中线电流为零。结论：5.各相的计算具有独立性，该相电流只决定于这一相的电压与阻抗，与其它两相无关。6.可以画出单独一相的计算电路，对称三相电路的计算可以归结为单独一相的计算。例1：已知对称三相电源的线电压为380V，对称负载Z＝10030求线电流。解：连接中线Nn，取A相为例计算-+NnZAI••AZUIANAooo302.2301000220-===VUVUANABoo022030380==则设由对称性，得AIBo1502.2-=AICo902.2=•••

••

+_++NnZZZ--I0•+_+__+NZZZABCabc负载相电压(即线电压）对称相电流也对称二、Y—对称三相电路线电流：abcZZZ线电流也对称30o30o30o令AAA结论：对

接负载(2)相电流对称，则线电流也对称。(4)线电流相位落后对应相电流30o。(1)线电压等于对应的相电压。+++___ACB例2：ZZZABCabc+–+–+–已知对称三相电源的线电压为380V，对称负载Z＝10030求线电流。解一

取A相求相电流AZUIABabooo308.3301000380-===VUABo0380=设由对称性，得AAIB58.

618058.6o-=-=AICo6058.6=AIAooo6058.630308.33-=--=•

•••••-+BbABUZabIAa••连接中线Nn，取A相为例计算+–+–+–ABCNZZZabcn解二化为Y-Y-+NnZ/3AI•VUVUANABoo302200380-==则设AZUIANAooo606.630100302203*3/-=-==由对称性，得AIB6.61806.6o-=-=AICo606.6=•

•••••

例3：ABCZZZABCZZZ一对称三相负载分别接成Y接和

接。分别求线电流。解：

例4：如图对称三相电路，电源线电压为380V，|Z1|=10

，cos

1

=0.6(滞后)，Z2=–j50

，ZN=1+j2

。求：线电流、相电流，并定性画出相量图(以A相为例)。+___++NACBZ1Z2ZNN'解：

+_Z1+_Z1根据对称性，得B、C相的线电流、相电流：由此可以画出相量图：A9.6622'

A1.17322'

A1.5322'

oCoBoA

=-

=-

=

III第一组负载线电流30o–53.1o–18.4o+–ANnaZ/3Zlb+++___ACBZZlZlZlZZac例5：o3031-=ABANUU••

Z4/3n"Z4/3Z4/3Z2/3Z2/3n'+++___Z1Z1Z1Z2ZnZ4Z3Z3Z3ABCN解：首先进行

—Y变换，然后取A相计算电路：对称电路连接N,n’,n”中线阻抗Zn短路例6：+++___Z1Z1Z1Z2ZnZ4Z3Z3Z3ABCN2AI•+_Z1Z32AI

Z2/3Z4/3•.,

A3A2可由分流得到线电流II

••.3031

oA2A2

=II相电流•

•(1)将所有三相电源、负载都化为等值Y连接；

(2)连接各负载和电源中点，中线上若有阻抗则不计；(3)画出单相计算电路，求出一相的电压、电流：(4)根据

接、Y接时，

线、相电流、电压之间的关系，求出原电路一相的电流电压。(5)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§

11—3不对称三相电路电源不对称（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。讨论对象1.有中线(1)负载上的相电压仍为对称三相电压；(2)由于三相负载不对称，则三相电流不对称；(3)中线电流不为零。+_+__+NN'ZaZbZcAINN´I

CIBI••••cCNCbBNBaANAZUIZUIZUI===0++=++=

cCNbBNaANCBANN´´ZUZUZUIIII••••••

•••••••负载各相电压：三相负载Za、Zb、Zc不相同。2.无中线相电压不对称线(相)电流也不对称+_+__+NN'ZaZbZcABCNN´U

称为中点位移电压•N'NACBNNU

•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。中性点位移.例1：照明电路(1)正常情况下，三相四线制，中线阻抗约为零。ACBNN'NACBN

380v220v(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'NACB380v190v190vN'•灯泡电压超过额定工作电压，烧坏了。(3)A相短路ACBNN'照明电路中线上不能装保险丝NACBN

380v380v例2：如图电路中，电源三相对称。当开关S闭合时，电流表的读数均为5A。求：开关S打开后各电流表的读数。解：开关S打开后，电流表A2中的电流与负载对称时的电流相同。而A1、A3中的电流相当于负载对称时的相电流。电流表A2的读数=5A电流表A1、A3的读数=ZZZA1A2A3SACB例3

：相序仪电路。已知1/(wC)=R

三相电源对称。求：灯泡承受的电压。解：若以接电容一相为A相，则B相电压比C相电压高。B相灯较亮，C相较暗(正序)。据此可测定三相电源的相序。ACBN'RCR定性分析ACBN'RCRACBN'RR+-开U+-开UR/2CCIN

ANACBDADUU=开CIRUCUN

••••••••（2）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，负载不能正常工作)。（3）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。结论（1）负载不对称，电源中性点和负载中性点不等位，中线中有电流，各相电压、电流不再存在对称关系；一、对称三相电路的平均功率P§11—4三相电路的功率Pp=UpIpcos

三相总功率

P=3Pp=3UpIpcos

一相负载的功率对称三相电路平均功率：对称三相负载Z=|Z|

对称三相负载Z°°°注意：(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，在对称三相制中即三相功率因数：

cos

A=cos

B=cos

C=cos

。二、无功功率Q=QA+QB+QC=3Qp三、视在功率一般来讲，P、Q、S都是指三相总和。四、对称三相负载的瞬时功率功率因数也可定义为：

cos

=P/S(不对称时

无意义)单相：瞬时功率脉动三相：瞬时功率恒定，转矩m

p可以得到均衡的机械力矩。wtp03UpIp

cos

pwt0UpIp

cos

五、三相电路功率的测量(1)三表法：若负载对称，则需一块表，读数乘以

3。*三相负载WWWABCN*****(2)二表法：若W1的读数为P1,W2的读数为P2

，则三相总功率为：三相负载W1ABC****W2P=P1+P2三相负载W2ABC****W1三相负载W1ABC****W2证明：(设负载为Y接)p=uAN

iA

+uBN

iB+uCN

iC

iA

+

iB+

iC=0(KCL)

iC=–(iA

+

iB)

p=(uAN

–

uCN)iA

+(uBN

–

uCN)

iB

=uACiA

+uBC

iB

P=UACIAcos

1+UBCIBcos

2

iAABCiBiCN

1

:uAC

与iA的相位差，

2

:uBC

与iB的相位差。

1.只有在iA+iB+iC=0这个条件下，才能用二表法。不能用于不对称三相四线制。3.按正确极性接线时，二表中可能有一个表的读数为负，此时功率表指针反转，将其电流线圈极性反接后，指针指向正数，但此时读数应记为负值。注意：2.两块表读数的代数和为三相总功率，每块表的单独读数无意义。4.两表法测三相功率的接线方式有三种，注意功率表的同名端。求：(1)线电流和电源发出总功率；

(2)用两表法测电动机负载的功率，画接线图，求两表读数。解：例:Ul

=380V,Z1=30+j40

,电动机PD=1700W,cosj

=0.8(滞后)。(1)DABCZ1电动机ZD一