第9章 三相正弦交流电路.ppt

1、,电路简明教程,主编 余本海,中国水利水电出版社,9 三相正弦交流电路,9.1 对称三相电源 9.2 负载的星形连接 9.3 负载的三角形连接 9.4 三相交流电路的功率,本章重点： （1）对称三相电源的概念，相电压、线电压、 相电流、线电流、中线电流、中点位移的概念， 电源线电压与相电压的关系。 （2）三相负载Y连接在对称与不对称负载、有 中线（ )与无中线（Y）情况的分析方法。三相 对称负载Y连接时，线电压与相电压关系式、线 电流与相电流关系式。 （3）三相负载连接时线电压与相电压关系、 线电流与相电流关系。 （4）三相对称负载的有功功率，无功功率和视在 功率。,本章难点： （1）三相负载

2、星形连接无中线（Y）时，中点位移及各相负载相电流与线电流的求法。 （2）三相负载星形、三角形连接时故障情况分析。,9.1 三相对称电源,三相电路一般由三相电源、三相输电线路 和三相负载组成。,9.1.1 三相对称电源,(a) Y形连接 (b) 形连接,三相对称电源由频率相同、幅值相等、初相位互差 的三相正弦交流电压源连接成Y形或三角形（）所组 成。电路如图9.1(a)、（b）所示。,三相电压的相序三相相电压超前或滞后的先后次序。,按ABCA的相序称为正序（又称顺序）； 与之相反，称为负序（逆序）； 相位差为零的三相电压相序为零序； 电力系统一般采用正序。,相量图如图所示。,三相对称电源三相电压

3、之和为零。,9.1.2 三相电源的连接,（1）Y型连接电源,相电压火线与零线之间的电压。即,线电压火线与火线之间的电压。,线电流端线上流过的电流 。,由三根火线一根零线组成的供电体系称为三相四线制。,相电流负载上流过的电流 。,中点。从中点引出一根线称为零线。,从三个绕组首端A、B、C引出三根线 称为火线。结点N称为中性点，简称,可通过作相量图求出，如图9.3所示。,图9.3 利用相量图求线电压,相位分别超前于相应相电压,可用解析法求出。,三相电源相电压对称，线电压也对称。,（2）形连接电源,从三个首端A，B，C引出三根线称为火线， 供电方式为三相三线制。,每相绕组相电压即为线电压。,三相电源

4、相电压对称，则线电压也对称。,9.2 负载的星形连接,星形负载接法分为带中线 方式和不带中线,方式。,每相相电流等于线电流。,负载三相电压为：,三相相电流为：,中线电流,根据连接方式为有中线和无中线情况，负载连接 分为对称与不对称情况，共分为四种情况进行分 析计算，求每相电流 。,9.2.1 有中线情况,图9.5 星形 接法另一种画法,（1）若三相对称：,三相负载电压是对称的。,A、B、C三相负载相电流分别为：,负载对称的三相星形连接，相电压对称，相电流 对称，线电流亦对称。,对称负载只需计算一相即可，其它二相由对称关系 求出。,（2）负载不对称,有中线,三相负载相电压基本对称。,故可以看到中

5、线的作用是使三相负载电压基本 对称，均等于电源额定相电压。,负载相电流：,三相负载不对称时，相电流不对称，线电流亦不对称。,9.2.2 无中线情况,三相星形负载不带中线Y方式接法，电路如图9.6所示。,图9.6 星形Y接法,（1）负载对称，,分析与9.2.1有中线负载对称情况相同。此时可以 不要中线。,（2）负载不对称，无中线情况，,负载中性点 对电源中性点N有电位漂移，称为 中性点漂移（简称中点位移）。,负载相电压,作出相量图如图9.7所示，,有的超过额定电压，有的低于额定电压，负载不能 正常工作。,三相负载相电流分别为：,，三相电源电压对称，设,图9.8 例9-1的图,解：三相负载对称，只

6、算一相即可：,由对称关系求另外两相。,由线电流等于相电流，则有,(a) (b) (c) 图9.9 例9-2的图,解：设,（1）,相电流等于线电流：,相量图如图9.10所示。,图9.10 例9-2（1）的相量图,（2）无中性线，由弥尔曼定律：,（3）如无中线， 相短路。相量图如图9.11所示。,（4）如无中性线，当C相断路时，由图9.9（c）所示。,（5）若(3)有中线，则b、c两相与（1）同。,若(4)有中线，则a、b两相与（1）同，,该题说明中线的作用。若一相出现故障，其它两相仍能正常工作。,9.3 负载的三角形连接,三角形连接负载相与相之间采用BX、CY、 AZ首尾相接的方法，三个首端引

7、出三根线A、B、C称为端线（火线）,相电流,三相负载,线电流,如图9.12所示，每相负载相电压与电源线电压相等。,图9.12 三角形连接,三角形连接的负载相电压对称。,线电流由下式求得：,负载对称时，,三相线电压对称,三相负载相电流对称。故只需算一相即可。 找出线电流与相电流关系，可设a相为参考相量， 为相电流大小。,由此可知，三相负载相电流对称，线电流也对称。,可先算出一相线电流，再按对称关系求出其它两相：,9.4 三相交流电路的功率,本节讨论三相负载的瞬时功率、有功功率、无功 功率和视在功率。,9.4.1 瞬时功率,三相电路的瞬时功率为三相之和。,三相负载对称时，设,三相负载电压对称，相电

8、流亦对称，则有：,即使瞬时功率随t变化，但三相总的瞬时功率为 固定值，大小为平均功率，这是对称三相电路的一个 优点。瞬时功率为定值，因而电动机转矩亦为定值， 电机带负载能稳定运行称为瞬时功率平衡。这也是三 相交流电优于单相交流电之处，因而普遍采用三相制 供电方式。,9.4.2 有功功率（平均功率）,对称负载有功功率等于一相有功功率的3倍，,测量时采用一表法。,Y接法时：,接法时：,不对称负载有功功率为各相有功功率之和。 测量时用三表法，如图9.13所示。,对于三角形满足,均可采用二表法，电路如图9.14所示。,图9.13 三表法 图9.14 二表法,若为Y时，总有功功率为,若负载为时，总有功功率为,无论星形或三角形，负载对称时有：,由相量图9.15可知，,图9.15 二表法相量图,9.4.3 无功功率,不对称时，总无功功率为三相之和：,对称时有,9.4.4 视在功率,不对称时,对称负载时,9.4.5 复功率,三相负载吸收的复功率等于各相复功率之和。,对称时有,图9