電工基礎(chǔ)071.第71課時.負(fù)載星形聯(lián)接三相電路

1、13.2 三相電路中負(fù)載的連接三相電路中負(fù)載的連接三相負(fù)載三相負(fù)載不對稱三相負(fù)載：不對稱三相負(fù)載： 不滿足不滿足 Z1 =Z2 = Z3 如由單相負(fù)載組成的三相負(fù)載如由單相負(fù)載組成的三相負(fù)載對稱三相負(fù)載：對稱三相負(fù)載：Z1=Z2= Z3 如如三相電動機三相電動機1. 三相負(fù)載三相負(fù)載分類分類單相負(fù)載：單相負(fù)載：只需一相電源供電只需一相電源供電 如如照明負(fù)載、家用電器照明負(fù)載、家用電器負(fù)載負(fù)載三相負(fù)載：三相負(fù)載：需三相電源同時供電需三相電源同時供電 如如三相電動機等三相電動機等三相負(fù)載的連接三相負(fù)載的連接 三相負(fù)載也有三相負(fù)載也有 Y和和 兩種接法。兩種接法。2345否則會造成某一相線上的電流特

2、別大，另一相線上的電流特別小。電流大就造成導(dǎo)線發(fā)熱嚴(yán)重5.2 負(fù)載星形聯(lián)接的三相電路所謂三相負(fù)載 Y 形聯(lián)接，就是將三相負(fù)載的三個末端聯(lián)接在一起 ，三個始端分別與電源的三根火線相接。圖(a)是電燈、電動機繞組Y形接法與三相四線制電源聯(lián)接的電路。NL1三相四線電源L2L3圖(a)電燈、電動機繞組的星形聯(lián)接ZDZDZDZ1Z2Z3Z3L1NZ1Z2L2L3一、三相負(fù)載星（Y）形聯(lián)接電路的電壓和電流負(fù)載的相電壓 -每相負(fù)載兩端的電壓，即相線與中性點之間的電壓，如U1、U2、U3。負(fù)載的線電壓 -負(fù)載所接兩相（火）線之間的電壓，如U12、U23、U31。圖(b) 負(fù)載星（Y）形聯(lián)接的三相四線制電路NL

3、1L2L3NZ3Z1Z21U2U3U12U23U31U1I2I3INI始端末端始端始端三相負(fù)載星（Y）形聯(lián)接電路有兩種形式中性線上電流為0，可以去掉負(fù)載的相電流 -每相負(fù)載中流過的電流負(fù)載的線電流 -相線中流過的電流中線電流 -中線上流過的電流，即圖中的NI1I2I3I電源側(cè)11PlUU3對稱的。對稱的。1U3U2U12U 3023U31UZ3Z2Z11U+2U+3UNL1L2L312U+23U+31UU1V1W1U2V2W212321IIIIN333222111ZUIZUI ZUI1I2I3INI+Z2Z3Z11U2U3U+1zI2zI3zI1314判斷對錯判斷對錯ZUIll 21121ZZ

4、UI21121ZZUIZUIlPP3IIl PUUl P3UUl ZUIPP 11213ZUI 1121330ZUI1121330ZUI1I2I3INI+Z2Z3Z11U2U3U+ 1zI2zI3zINL1L2L315何為三相負(fù)載非對稱?在三相交流電路中，只要有一相負(fù)載的阻抗不同（阻抗的大小或阻抗角不同），即為三相負(fù)載非對稱。例如：一相負(fù)載開路Z1=Z2Z3NZ1Z2Z3NZ1 = Z2Z3Z1Z2Z3Z1Z2Z3N160321NIIII17所謂三相負(fù)載對稱，是指各相阻抗相等。NZ3Z1Z2321ZZZ三相負(fù)載對稱如圖，設(shè)三相負(fù)載的阻抗為11111zjxRZ22222zjxRZ33333zjx

5、RZ321ZZZ321zzz321即三相負(fù)載對稱對稱三相負(fù)載星（Y）形聯(lián)接三相電路18（1）對稱三相負(fù)載星（Y）形聯(lián)接三相電路，負(fù)載的相電壓 等于電源的相電壓 ，負(fù)載的線電壓 等于電源的線電壓 ，且線電壓超前于相應(yīng)的相電壓30相位。12012022pUUU12012033pUUU30lU0011pUUU相電壓903303223pUUU90lU1503303331pUUU150lU303303112pUUU線電壓即pUUUU321lUUUU312312plUU31UpU12UlUNN1I2I3I1U2U3U12U23U31UL1L3L2Z2Z1Z31UpU1203UpU1202UpU2UlU30

6、12U3UlU3023U1UlU3031U(2)三相負(fù)載 Y 形聯(lián)接電路的相電流等于線電流三相負(fù)載對稱zZZZ32111110IzUZUIPzUZUIP120222zUZUIP120333)120(3I)120(2I1U3U1201202U對稱三相負(fù)載星形聯(lián)接電路的電流相量圖設(shè)負(fù)載為感性負(fù)載，作電流相量圖lpII 321IIIPpIzU1I3I2I1I對稱三相負(fù)載星形聯(lián)接電路的電流三相對稱0321III（3）對稱三相負(fù)載星形聯(lián)接三相電路，中線電流為零，故中線可省0321NIIIIZ1 =Z2 =Z3 NZ1i1Ni2i3Z2Z3iN=0 NZ1i1Ni2i3Z2Z3中線上無電流通過，中線可省Z

7、1 =Z2 =Z3對稱三相負(fù)載星形聯(lián)接電路小結(jié)三相負(fù)載的相電壓等于電源的相電壓，三相負(fù)載的線電壓等于電源的線電壓，線電壓等于相電壓的 倍，線電壓超前于相電壓30相位。3 相電流等于線電流plII 三相負(fù)載的相電壓、線電壓及相（線）電流三相對稱，只需計算其中的任意一相，其余二相可依據(jù)對稱關(guān)系和相序關(guān)系寫出。 中線電流 IN = 0 ，中線可省（ 三相三線星形聯(lián)接使用， 如三相交流電動機星形聯(lián)接使用）。相電壓pUUUU321plUUUUU3312312線電壓25例例1 1：若若R1=R2= R3 = 5 ，求線電流及中性線電，求線電流及中性線電若若R1=5 , R2=10 , R3=20 ,求線電

8、流及求線電流及 一星形連接的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)電一星形連接的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)電 源線電壓源線電壓 。 負(fù)載為負(fù)載為Vtu)sin(30314238012電燈組，電燈組，流流 IN ;中性線電流中性線電流 IN 。N+NI1U2U3UN R1R2R3NL1L2L31I2I3I26中線電流中線電流0321NIIII解：解： 已知：已知：VU3038012VU02201 RUI A04450220111(1) 線電流線電流A120442 IA120443I 線電流對稱線電流對稱例例1 1：R1=R2= R3 = 5 ，Vtu)sin(30314238012求線電流及中性線電流求線電

9、流及中性線電流 IN ; +NI1U2U3UN R1R2R3NL1L2L31I2I3I27+NI1U2U3UN R1R2R3NL1L2L31I2I3I(2) 三相負(fù)載不對稱三相負(fù)載不對稱 R1=5 、R2=10 、R3=20 分別計算分別計算各線電流各線電流ARUI1201120120220333ARUI1202210120220222ARUI04450220111中線電流中線電流3211IIIIA192912011120220442829302.非對稱三相負(fù)載星形聯(lián)接電路的電壓與電流三相交流電路中，只要有一相負(fù)載阻抗不同（阻抗的大小不同或阻抗角不同），電路稱為非對稱三相電路。例如：若三相負(fù)載

10、非對稱，連接中線極為重要！ZA=10ZA ZB= ZCZB=5ZC=5305AZ905BZ5CZCBA阻抗角（1）非對稱三相負(fù)載星形聯(lián)接無中線情況圖示為非對稱三相負(fù)載星形聯(lián)接無中線圖(a)非對稱三相負(fù)載星形聯(lián)接無中線電路NZAZBZCBUCUAUN CIAIBIABCAUCUBUACB圖(b) 電壓相量圖AUUCBUUNNAUUBCU三相負(fù)載非對稱星形聯(lián)接無中線時的特點負(fù)載的線電壓等于電源的線電壓！負(fù)載的相電壓不等于電源的相電壓！ABBAUUBCCBUUCAACUUNNAAUUUNNBBUUUNNCCUUU由ANNAAAAZZUUUIBNNBBBBZZUUUICNNCCCCZZUUUI則0ZC

11、NNCBNNBANNAZUUZUUUU0CBAIII負(fù)載的中點 處N中點（N和 ）間的電壓N得CBACCBBAANN11Z1ZZZZZUUUU雖然三相電源的相電壓（ ）對稱，但三相負(fù)載非對稱（ ZA ZB ZC ），兩中性點間的電壓不等于零。CBAUUU、兩中性點間電壓，將嚴(yán)重影響電路 即0NNU，0NNU例如，在電壓相量圖上，B 相和 C 相負(fù)載的相電壓均高于電源的相電壓，而 A相負(fù)載的相電壓則低于電源的相電壓，造成三相負(fù)載的相電壓嚴(yán)重不對稱，可能導(dǎo)致負(fù)載不能正常工作，甚至燒壞。某一相負(fù)載的變化將引起其它相負(fù)載電壓的變化，若某相負(fù)載工作不正常時，將引起其它相上的負(fù)載也不能正常工作。 非對稱三

12、相負(fù)載星形聯(lián)接時，必須接中線，且必須確保中線聯(lián)接可靠！造成三相負(fù)載的相電壓嚴(yán)重不對稱各相負(fù)載的工作狀況相互影響兩中性點間電壓，將嚴(yán)重影響電路 若若R1=5 , R2=10 , R3=20 ，當(dāng)中性線，當(dāng)中性線 例：一星形連接的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)電例：一星形連接的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)電 源線電壓源線電壓 。 負(fù)載為負(fù)載為Vtu)sin(30314238012電燈組，電燈組，斷開時負(fù)載中的相電壓及相電流是多少？斷開時負(fù)載中的相電壓及相電流是多少？結(jié)論：電阻越小，分配得到的電壓越低。 電阻越大，電壓越高。（2）非對稱三相負(fù)載星形聯(lián)接有中線情況有中線時，各相負(fù)載的相電壓等于電源的相電壓，

13、負(fù)載的相電壓保持對稱。如圖所示，當(dāng)非對稱三相負(fù)載星形聯(lián)接，且接有中線時，中線的作用強迫 N 和 的電位相等。N即0NNU且有pUUUUCBAlUUUUACCBBANZAZBZCBUCUAUN CIAIBIABCAUCUBUACBAAUU相電壓BBUUCCUUABBAUUBCCBUUCAACUU線電壓非對稱三相負(fù)載星形聯(lián)接電路接有中線時各相負(fù)載的工作狀況各自獨立，互不影響。三相負(fù)載非對稱，負(fù)載的相電流是非對稱的。即0CBAIII中線電流為0CBANIIII可見，非對稱三相負(fù)載星形聯(lián)接電路的中線上有電流。因此，中線的存在極為重要，必不可少。中線的作用是平衡三相負(fù)載的相電壓，使負(fù)載的相電壓對稱，且等

14、于電源的相電壓！AAAAAZZUUI負(fù)載的相電流BBBBBZZUUICCCCCZZUUI演示舉例（中線的作用）：圖（a）相同瓦數(shù)的燈泡組成對稱三相負(fù)載星形聯(lián)接電路，負(fù)載的相電壓相同（等于電源的相電壓），有無中線都一樣，故中線可省。 圖（b）為非對稱三相負(fù)載星形聯(lián)接電路，有中線，每相負(fù)載的相電壓等于電源的相電壓，每個燈泡的亮度相同。ABC（a）三相負(fù)載對稱，中線可省 NN（b）負(fù)載非對稱，中線極為重要 ABCN 非對稱三相負(fù)載星形聯(lián)接無中線時，負(fù)載的相電壓非對稱。A相負(fù)載的相電壓最低（小于220伏），亮度最暗（圖中A相電阻最小）；C相負(fù)載的相電壓最高（大于220伏），亮度最亮。此情況下，C相的燈

15、泡極易燒壞，實際中這是不允許的。 （c）負(fù)載非對稱，無中線 NABCN為了保證負(fù)載的相電壓對稱，必須接中線，中線上不允許接保險絲、開關(guān)。實際應(yīng)用中，必須注意以下兩點為保證中線聯(lián)接可靠，防止中線斷線，中線應(yīng)采用直徑較大（線電阻盡量小）和機械強度較大的銅導(dǎo)線。 例題圖示電路是小功率星形對稱電阻性負(fù)載從單相電源獲得三相對稱電壓的電路。已知電阻R=10，電源頻率f=50Hz，試求所需L和C的數(shù)值。jxCOBACjxL+URRR2I1I3ILICI解：題意從A、B、C引出三相對稱電壓，設(shè)相電壓0pAOUU120pBOUU120pCOUU303303pAOABUUU線電壓303303pBOBCUUU303303pCOCAUUU三相對稱的含義jxCOBACjxL+URRR2I1I3ILICICLIII2AOUBOUCOU1200相量圖ABUBCUCAU2ICILI600600等