三相四線制功率計算原理及計算方法(講得很好)

1、三相交流電路 第一章第一章 三相交流電路三相交流電路 1.1 三相交流電源三相交流電源 1.1.1 三相電動勢的產(chǎn)生三相電動勢的產(chǎn)生 1.1.2 三相交流電源的連接三相交流電源的連接 1.2 三相負載及三相電路的計算三相負載及三相電路的計算 1.2.1 星形接法及計算星形接法及計算 1.2.2 三角形接法及計算三角形接法及計算 1.3 三相電路的功率三相電路的功率 1.1 三相交流電源三相交流電源 1.1.1 三相電動勢的產(chǎn)生三相電動勢的產(chǎn)生 N S A X e 在兩磁極中間，放一個線圈。在兩磁極中間，放一個線圈。 根據(jù)右手定則可知，線根據(jù)右手定則可知，線 圈中產(chǎn)生感應電動勢，圈中產(chǎn)生感應電動

2、勢， 其方向由其方向由AX。 讓線圈以讓線圈以 的速度順時的速度順時 針旋轉(zhuǎn)。針旋轉(zhuǎn)。 合理設計磁極形狀，使磁通按正弦規(guī)律分布，合理設計磁極形狀，使磁通按正弦規(guī)律分布， 線圈兩端便可得到線圈兩端便可得到單相單相交流電動勢。交流電動勢。 tEeAXsin2 一、三相交流電動勢的產(chǎn)生一、三相交流電動勢的產(chǎn)生 A X Y C B Z S N 定子定子 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 定子中放三個線圈：定子中放三個線圈： A X B Y C Z 首端首端末端末端 三線圈空間位置三線圈空間位置 各差各差120o 轉(zhuǎn)子裝有磁極并以轉(zhuǎn)子裝有磁極并以 的速度旋轉(zhuǎn)。三個的速度旋轉(zhuǎn)。三個 線圈中便產(chǎn)生三個單相電動勢。線圈中便產(chǎn)生三個單

3、相電動勢。 二、三相電動勢的表示式二、三相電動勢的表示式 三相電動勢的特征：三相電動勢的特征： 大小相等，頻率相同，相位互差大小相等，頻率相同，相位互差120。 240sin 120sin sin tEe tEe tEe mC mB mA )120sin(tE m 1. 三角函數(shù)式三角函數(shù)式 A E B E C E 2. 相量表示式及相互關系相量表示式及相互關系 0 CBA EEE 120 120 0 EE EE EE C B A Em B e A e C e 0120 240 360 t 120 120 120 1.1.2 三相交流電源的連接三相交流電源的連接 一、星形接法一、星形接法 A

4、e C e B e A X Y C B Z N 1. 連接方式連接方式 C e （中線）（中線） （火線）（火線） （火線）（火線） （火線）（火線） c e B e A X Y C B ZN A e 三相四線三相四線 制供電制供電 火線（相線）火線（相線）: A B C 中線（零線）：中線（零線）：N 2. 三相電源星形接法的兩組電壓三相電源星形接法的兩組電壓 CCN BBN AAN eu eu eu 相電壓相電壓：火線對零線間的電壓?；鹁€對零線間的電壓。 120 120 0 PCN PBN PAN UU UU UU C e c e B e A C B N A e 120 120 120 A

5、N U BN U CN U AN u BN u CN u 三個相電壓是對稱的三個相電壓是對稱的UP代表電源相電壓的有效值代表電源相電壓的有效值 線電壓線電壓：火線間的電壓?；鹁€間的電壓。 ANCNCA CNBNBC BNANAB UUU UUU UUU AB u BC u CA u CA BC AB u u u C A B N 注意規(guī)定的注意規(guī)定的 正方向正方向 AN u BN u CN u BN U AB U 線電壓和相電壓的關系：線電壓和相電壓的關系： BN U AN U CN U 30 BNAN BNANAB UU UUU 303 ANAB UU 30 3 30 3 CNANCNCA B

6、NCNBNBC UUUU UUUU 同理：同理： 303 ANBNANAB UUUU BN U AN U CN U AB U BC U CA U 三個線電壓也是對三個線電壓也是對 稱的：大小相等，稱的：大小相等， 為相電壓的為相電壓的 倍，倍， 相位領先對應的相相位領先對應的相 電壓電壓30，互成，互成 120相位差。相位差。 3 線電壓與相電壓的通用關系表達式：線電壓與相電壓的通用關系表達式： 30 3 pl UU l U p U -為電源的相電壓為電源的相電壓 -為電源的線電壓為電源的線電壓 在日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)用戶的電壓等級為在日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)用戶的電壓等級為 V3

7、80 V220 lP UU、 V220 l UV127 p U 星形接法星形接法 A C B N Z Z Z 1.2 三相負載及三相電路的計算三相負載及三相電路的計算 三角形接法三角形接法 A C B Z Z Z 負載有兩種接法負載有兩種接法: A C B N Z Z Z AN u BN u CN u A i C i B i AN i CN i BN i 相電流相電流(負載上的電流負載上的電流)： CNBNAN III 、 1.2.1 三相對稱負載星形接法及計算三相對稱負載星形接法及計算 線電流線電流(火線上的電流火線上的電流)： CBA III 、 pl II CNC BNB ANA II

8、II II A C B N Z Z Z N i A i C i B i AN i CN i BN i 一、星形接法特點一、星形接法特點 相電流相電流=線電流線電流 * CNBNANN IIII N I : 零線電流零線電流 *負載兩端的電壓等于電源的相電壓負載兩端的電壓等于電源的相電壓 A C B N Z Z Z AN U AB U CN U BN U CA U BC U A I C I B I AN I BN I CN I N I Z U II Z U II CN CNC BN BNB Z U II AN ANA 二、負載星形接法時的一般計算方法二、負載星形接法時的一般計算方法 Z U II

9、 p pl A C B N Z Z Z AN U AB U CN U BN U CA U BC U A I C I B I AN I BN I CN I N I 線電流、相電流線電流、相電流 計算通式：計算通式： V0 pAN UU 120 pBN UU 120 pCN UU ZZ 120 120 0 Z U II Z U II Z U Z U Z U II p CNC p BNB p PAN ANA 結(jié)論：三相電結(jié)論：三相電 源對稱，負載源對稱，負載 對稱且對稱且Y形連接，形連接， 則三個線電流則三個線電流 也是對稱的。也是對稱的。 中線電流為中線電流為0 0 CNBNANN IIII 例：

10、三相電源，例：三相電源， 三相對稱負載，三相對稱負載，Y型接法，每相型接法，每相 V380 l U 43jZ 求：每相負載中的電流及各線電流相量。求：每相負載中的電流及各線電流相量。 解：解： V220 3 380 3 l p U U 設設 0220 AN U 120220 BN U 120220 CN U 1 .53543jZ A1 .5344 1 .535 0220 Z U II AN ANA A1 .5344 ANA II A1 .173441201 .5344 BNB II A9 .66441201 .5344 CNC II 1. 負載不對稱時，各相單獨計算。如：負載不對稱時，各相單獨

11、計算。如： 已知：已知： 三相負載三相負載 R、L、C 以及以及 三相線電壓：三相線電壓： 120 120 0 lCA lBC lAB UU UU UU 求：各相、各線及中線電流求：各相、各線及中線電流 C I C R A B N L C A I N I B I AN I BN I CN I 解：解：(1) C I C R A B N L C A I N I B I AN I BN I CN I 120 120 0 lCA lBC lAB UU UU UU 90 3 1 30 3 1 150 3 1 30 3 1 30 3 1 30 3 1 lCACN lBCBN lABAN UUU UUU

12、UUU 相相 電電 壓壓 線線 電電 壓壓 30 3 pl UU C I C R A B N L C A I N I B I AN I BN I CN I l pUU 3 1 令：令： 則相電壓為：則相電壓為： 9090 3 1 150150 3 1 3030 3 1 PlCN PlBN PlAN UUU UUU UUU (2) 相電流相電流 C I C R A B N L C A I N I B I AN I BN I CN I 30 R U R U I P AN AN 180 90 C P C P C CN CN X U jX U jX U I 240 150 L P L P L BN B

13、N X U jX U jX U I CA U AB U BC U (3) 中線電流中線電流 CBAN IIII N I CN U AN U BN U BN I CN I AN I (4) 相量圖相量圖 180 240 30 C P CN L P BN P AN X U I X U I R U I A I B I C I 2. 負載對稱時，只需計算一相。負載對稱時，只需計算一相。 ZZZZ CBA 如：如： A AN AN I Z U I 則：則： 120 120 ANCCN ANBBN III III 據(jù)此可直接得出另兩相電流：據(jù)此可直接得出另兩相電流： 0 CBAO IIII （中線電流為（

14、中線電流為0） CN U AN U BN U 3. 負載對稱，只要求電流、電壓大小時，僅算一相負載對稱，只要求電流、電壓大小時，僅算一相 有效值即可。有效值即可。 0 CBAN IIII )(ZZZZ CBA 負載對稱時負載對稱時 問題及討論問題及討論 零線是否零線是否 可以取消？可以取消？ 答：答：Y形連接，三相完全對稱時，零線可以形連接，三相完全對稱時，零線可以 取消。稱為三相三線制。取消。稱為三相三線制。 c e A C B Z ZZ C e B e A e 三相三線制供電時，若各相負載不相等，將三相三線制供電時，若各相負載不相等，將 如何？如何？ A NN AI BI CI A E B

15、 E C E CB 求：各相負載電流。求：各相負載電流。 已知已知： 240220 120220 0220 C B A E E E 每盞燈的額定值為每盞燈的額定值為: 220V、 100W 用節(jié)點電位法用節(jié)點電位法 A NN AI BI CI A E B E C E C B A E B E C E R R R R NN A B C AI BI CI RRR R RR U N 211 2 1202201202200220 每盞燈為每盞燈為 220V、 100W 484 2 P U R A E B E C E R R R R NN A B C AI BI CI 、 V 12055 N U A I

16、B I C I 、 代入代入R 值得：值得： 應用實例應用實例-照明電路照明電路 A C B . . . 一組一組 二組二組 三組三組 N 正確接法正確接法: 每組燈相互并每組燈相互并 聯(lián)聯(lián),然后分別接然后分別接 至各相電壓上。至各相電壓上。 設電源電壓為：設電源電壓為： V 220 380 P l U U 每組燈的數(shù)量可以不等，但每盞燈上都可每組燈的數(shù)量可以不等，但每盞燈上都可 得到額定的工作電壓得到額定的工作電壓220V。 能否取消中線能否取消中線？ 關于零線的結(jié)論關于零線的結(jié)論 負載不對稱而又沒有中線時，負載上可能得到大小負載不對稱而又沒有中線時，負載上可能得到大小 不等的電壓，有的超過

17、用電設備的額定電壓，有的達不等的電壓，有的超過用電設備的額定電壓，有的達 不到額定電壓，都不能正常工作。比如，不到額定電壓，都不能正常工作。比如，照明電路中照明電路中 各相負載不能保證完全對稱，所以絕對不能采用三相各相負載不能保證完全對稱，所以絕對不能采用三相 三相制供電，而且必須保證零線可靠。三相制供電，而且必須保證零線可靠。 中線的作用在于，使星形連接的不對稱負載得到相中線的作用在于，使星形連接的不對稱負載得到相 等的相電壓。為了確保零線在運行中不斷開，其上不等的相電壓。為了確保零線在運行中不斷開，其上不 允許接保險絲也不允許接刀閘。允許接保險絲也不允許接刀閘。 1.2.2 三角形接法及計

18、算三角形接法及計算 AB i CA i BC i C i B i A i CA u AB u BC u A C B lp UU 負載 特點特點：負載的相電壓負載的相電壓=電源的線電壓電源的線電壓 各電流的計算各電流的計算 B i AB i CA i BC i C i A i CA u AB u BC u A C B Z ZAB AB Z ZBC BC Z ZCA CA CA CA CA BC BC BC AB AB AB Z U I Z U I Z U I 每相負載電流每相負載電流 BCCAC ABBCB CAABA III III III 線電流線電流 （2）負載對稱時（）負載對稱時（ZAB

19、=ZBC=ZCA=Z ），），各相電流有各相電流有 效值相等，相位互差效值相等，相位互差120 。有效值為：。有效值為： Z U IIII l PCABCAB B i AB i CA i BC i C i A i CA u AB u BC u A C B ZAB ZBC ZCA （1）負載不對稱時，先算出各相電流，然后計算線電流。）負載不對稱時，先算出各相電流，然后計算線電流。 CAABA III 303 ABA II CA U ABU BC U B I C I AB I CA I BC I 303 303 CAC BCB II II 同理：同理： 0 lAB UU 設：負載為阻性的，阻抗角為

20、設：負載為阻性的，阻抗角為 0 。 。 負載對稱時，三角形接法線、相電流的相位關系負載對稱時，三角形接法線、相電流的相位關系 CA I A I A BC AB I CA I A I 負載對稱時三角形接法的特點負載對稱時三角形接法的特點 B i AB i CA i BC i C i A i CA u AB u BC u A C B lp UU 負載 303 pl II 負載對稱三角負載對稱三角 形接法，負載形接法，負載 兩端的電壓等兩端的電壓等 于電源的線電于電源的線電 壓；線電流是壓；線電流是 相電流的相電流的 倍，倍， 相位落后對應相位落后對應 的相電流的相電流30。 3 負載對稱時：負載對稱時： cos3 pp IUP 1.3 三相電路的功率三相電路的功率 CBA PPPP 三相總有功功率：三相總有功功率： 由負載由負載 性質(zhì)決定性質(zhì)決定 3 plpl IIUU星形接法時：星形接法時： 3 plpl IIUU 三角形接法時：三角形接法時： cos3 ll IUP 1.3.1 三相電路的功率的計算三相電路的功率的計算 UP、IP代表負載上的相電壓和相電流代表負載上的相電