电路与模拟电子技术第4章.ppt

1、第四章 三相交流电路,三个频率、振幅相同，相位相差120度的正弦交流电源按特定的方式连接在一起给电路供电三相交流电。 三相交流电的优点： (1) 三相发电机结构简单，运行平稳，发电成本低。 (2) 输配电方便经济。 (2) 三相电动机结构简单、可靠，经济性好。,4.1 三相交流电,4.1.1 三相电压的产生 设电压的参考方向由绕组的首端指向末端，各相电压 达到最大值的先后顺序叫相序。,A、B、C三端称为首端， X、Y、Z三端称为末端。,以A相电压为参考量，三相电压的表达式为： 这三相电压称为三相对称电压,三相对称电压在任意时序的瞬时值或相量之和为零,4.1.2 三相电源 将三相发电机三个绕组接

2、成Y形，即末端X，Y，Z连在一 起，该连接点称为中性点或零点，用N表示，从N点引出的导线 称为中性线或零线；从A，B，C三点引出的导线称为相线、端线 或火线。 火线A，B，C对零线N的电压uAN，uBN，uCN称为相电压， 火线间的电压uAB，uBC，uCA称为线电压。,相电压对称则线电压也对称 相电压有效值UP 线电压有效值UL,三相电源的Y形连接中线电压是相电压的 倍，且线电压相位超前相电压 。,发电机或变压器的绕组接成Y形，三根火线，一根零线， 称为三相四线制。 相电压 线电压,若将三相绕组的的首尾相连，即X与B，Y与C，Z与A相 连，成为一个闭合的三角形，这种接法称为接法。此时线电 压

3、等于相电压，即UL=UP，只有火线没有零线。 通常三相交流发电机都是接成Y形的，负载的连接方式则 既有Y形也有形。,4.2 三相负载的星形连接,负载通常分为三相负载和单向负载，单相负载只需要一条 火线供电，如家用电灯电器；三相负载需要三条火线同时供 电，比如三相电动机，大功率三相电炉等。 三相电路中的电流： 相电流：每相负载中的电流，有效值IP 线电流：每条火线中的电流，有效值IL,三相负载的Y形连接中， 相电流等于线电流，即 设 为参考相量，则,各相电流为 由KCL,当负载对称时，即 则有 各相电流也对称 零线电流为零，说明零线可以去掉,4.3 三相负载的三角形连接,负载的三角形接法中，每相

4、负载分别接在三相电源的两根 火线之间，负载的相电压就是电源的线电压，即,以AB线电压为参考相量 各相电流为 线电流为,当负载对称时，即,对称三相负载的形连接中，线电流是相电流的 倍，且线电流相位滞后相电流 。,4.4 三相负载的功率,正弦稳态电路中有功功率守恒，因此，三相电路中三相负载消耗的总有功功率等于各相负载有功功率之和。 若三相负载对称，则,若对称三相负载作Y形连接 若对称三相负载作形连接 但不能因此认为负载可以随意接成Y形或形。,三相负载的总无功功率等于各相负载无功功率之和。 若三相负载对称，则 三相负载的总视在功率 三相负载的总视在功率不守恒,4.5 安全用电,4.5.1 电流对人体

5、的作用和伤害 当人体接触到电气设备的带电部分且人体没有位于绝缘体 上，人体将受到一定的电压并有电流通过，产生触电。 高压触电：雷击或接触高压线，此时通过人体的电流较大，使 人体遭受严重的电灼伤，造成组织永久性损伤或死 亡。 低压触电：通过人体的电流在几十毫安或更大一些，人体会有 刺痛感、痉挛、血压及心律紊乱，严重的导致昏 迷，呼吸和心跳停止甚至死亡。,触电的危险程度与通过人体电流的大小，时间，种类，电流的频率，以及电流通过人体的部位有关。 人体通过的电流达到50mA以上，持续时间超过1S，人就会 有生命危险，50100Hz的交流电对人体伤害最大，电流通过心 脏，以及从手到手对人体的危害最严重，

6、从脚到脚的危害相对 较小。,4.5.2 触电方式和安全电压 三相四线制供电线路中线一般接地，当人体与任一根相线 接触时就会触电。 R0为低压供电系统的接地电阻，Rb为人体电阻，皮肤干燥时可 达数千欧，皮肤潮湿时只有一千欧左右。 我国规定人体的安全电压一般为3642V,4.5.3 接地和接零 为防止电气设备的金属外壳意外带电而导致触电，必须采 取接地和接零的保护措施。 1. 工作接地 为保证设备正常运行而进行的接地，如电源中性点直接接地。 电源中性线接地，当人体接触到一 相线，则触电电压为相电压。若中性线 不接地，若其中一根相线接地而人体 接触到另两根相线，触电电压为线电 压，触电危险性增大。,2. 保护接地 为保证人身安全，将电气设备的金属外壳接地，称为保护接地。这种接地方式适用于电源中性线不接地的三相四线制供电系统。 外壳接带电，人体接触外壳时相 当于单相触电。外壳接地后，人体电 阻与接地电阻并联，人体电阻比接地 电阻大的多，通过人体的电流很小， 不会有危险。,3. 保护接零 将电气设备的金属外壳接到中性线上，称为保护接零。这种接地方式适用于电源中性线接地的三相四线制供电系统。 若一相线与外壳间漏电，相 当于相线与中性线间短路，熔断 器或保护设备动作，不会触