第四章三相電路

1、 第第4 4章章 三相電路三相電路4.4三相電路的基本概念三相電路的基本概念對稱三相電路的分析對稱三相電路的分析三相電路的功率三相電路的功率安全用電技術(shù)簡介安全用電技術(shù)簡介高壓輸電塔高壓輸電塔1.三相電路基本概念三相電路基本概念 重點(diǎn)重點(diǎn)： 難點(diǎn)難點(diǎn)：2.對稱三相電路分析對稱三相電路分析3.三相電路的功率三相電路的功率不對稱三相電路電路不對稱三相電路電路4.1 4.1 三相電路基本概念三相電路基本概念l三相電路的特殊性三相電路的特殊性 （1 1）特殊的電源）特殊的電源 （2 2）特殊的負(fù)載）特殊的負(fù)載 （3 3）特殊的連接）特殊的連接 （4 4）特殊的求解方式）特殊的求解方式

2、學(xué)習(xí)三相電路要注意其特殊性。學(xué)習(xí)三相電路要注意其特殊性。 三相電路由三相電源、三相負(fù)載和三相輸電線三相電路由三相電源、三相負(fù)載和三相輸電線路三部分按照一定的連接方式連接而成的電路。路三部分按照一定的連接方式連接而成的電路。1.1.對稱三相電源對稱三相電源三相繞組三相繞組( (定子繞阻）定子繞阻）在在空間互差空間互差120三相同步發(fā)電機(jī)示意圖三相同步發(fā)電機(jī)示意圖三個(gè)同頻率、等幅值、初相彼此相差三個(gè)同頻率、等幅值、初相彼此相差120120的正弦電壓的正弦電壓源按源按一定的連接方式一定的連接方式構(gòu)成的電源。構(gòu)成的電源。NSIw wAZBXCY當(dāng)轉(zhuǎn)子當(dāng)轉(zhuǎn)子（磁極）（磁極）以均勻以均勻角速度角速度w w

3、 轉(zhuǎn)動時(shí)轉(zhuǎn)動時(shí)在三相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電在三相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，從而形成對稱三相電源。壓，從而形成對稱三相電源。A相、相、B相、相、C相相水電水電火電火電核電核電風(fēng)能風(fēng)能太陽能太陽能潮汐潮汐地?zé)岬責(zé)崴矔r(shí)值表達(dá)式瞬時(shí)值表達(dá)式tUtuw wcos2)(A 波形圖波形圖1.1.對稱三相電源對稱三相電源A+XuAB+YuBC+ZuCuw w tuAuBuCo)120cos(2)(oB tUtuw w)120cos(2)(oC tUtuw w相量表示相量表示oA0 UUA UCUBU120120120對稱三相電源的特點(diǎn)對稱三相電源的特點(diǎn)00 CBCBA UUUuuuACBUU 1.1.對稱三相電源對稱三相

4、電源對稱三相電壓源瞬時(shí)值對稱三相電壓源瞬時(shí)值和相量之和均為零和相量之和均為零對稱三相電對稱三相電源的特點(diǎn)源的特點(diǎn) 120- BUU 120 CUU正序正序( (順序順序) )：ABCA負(fù)序負(fù)序( (逆序逆序) )：ACBA不加說明，一般都是正序不加說明，一般都是正序?qū)ΨQ三相電源的相序?qū)ΨQ三相電源的相序oA0 UU 120- UUB 120CUUoA0 UU 120 UUB -120CUUA UCUBU120120120A UBUCU120120120三相電源各相經(jīng)過同一值三相電源各相經(jīng)過同一值( (如最值如最值) )的先后順序。的先后順序。2. 2. 三相電源的連接三相電源的連接參考方向負(fù)極性

5、端參考方向負(fù)極性端接在一起稱為接在一起稱為中性點(diǎn)中性點(diǎn)，用，用N表示。表示。星星( (Y) )形電源形電源+ABCNA UB UC U_+AN+B+CA UB UC U_中性點(diǎn)中性點(diǎn)三角形三角形( ( ) )連接（無中線）連接（無中線）注意+ABCB UC UA U+ABCA UB UC U+2. 2. 三相電源的連接三相電源的連接三個(gè)電源的極性不能接錯(cuò)！+_環(huán)流環(huán)流CBAUUU 00 CBACBA UUUuuu0 3. 3. 三相電路的連接方式三相電路的連接方式Y(jié)電源電源當(dāng)電源和負(fù)載都對稱，端線（輸電線）阻抗也當(dāng)電源和負(fù)載都對稱，端線（輸電線）阻抗也相等時(shí)稱為相等時(shí)稱為對稱三相電路對稱三相電

6、路。注意Y負(fù)載負(fù)載負(fù)載負(fù)載電源電源Y負(fù)載負(fù)載負(fù)載負(fù)載負(fù)載相負(fù)載相同同Y+ABCA UB UC U+ABCZZZ+ABCA UB UC U+ABCNZZZ3. 3. 三相電路的連接方式三相電路的連接方式三相四線制三相四線制YYY三相三線制三相三線制Z+A UB UC U_ABCABCZZNA UZ+B UC U_ABCABCZZNZN3. 3. 三相電路的連接方式三相電路的連接方式中（性）線中（性）線三相四線制三相四線制1. 名詞介紹名詞介紹端線：端線：從電源參考正極性端子引出的導(dǎo)線從電源參考正極性端子引出的導(dǎo)線。中（性）線：中（性）線：中性點(diǎn)中性點(diǎn)N引出線引出線， 連接連接無中線。無中線。線電

7、壓線電壓(電流電流)與相電壓與相電壓(電流電流)的關(guān)系的關(guān)系火線零線+AN+B+CA UB UC U_+ABCA UB UC U+ABCA UB UC U+AN+B+CA UB UC U_1. 名詞介紹名詞介紹相電壓：相電壓： 每相電源或負(fù)載兩端的電壓每相電源或負(fù)載兩端的電壓相電流：相電流： 流過每相電源或負(fù)載的電流流過每相電源或負(fù)載的電流C IBIAICAIABIAI不是相不是相電流電流1. 名詞介紹名詞介紹線電壓：線電壓： 端線與端線之間的電壓端線與端線之間的電壓線電流：線電流： 流過端線的電流流過端線的電流ABUBCUCAU+ABCA UB UC U+AN+B+CA UB UC U_C

8、IBIAIC IBIAIABUBCUCAUY形連形連接接2. 2. 相電壓和線電壓的關(guān)系相電壓和線電壓的關(guān)系A(chǔ)BUBCUCAUA UCUBU120120120BA U+A+B+CA UB UC U_Nooo120 120 0UUUUUUCBA BC UCAUooooooooo150301209031201203031200UUUUUUUUUUUUUUUUUUACCACBBCBAAB30oU3U對對Y形連形連接的接的對稱三相電源對稱三相電源(1)(1) 相電壓對稱，則線電壓也對稱相電壓對稱，則線電壓也對稱(3) (3) 線電壓相位線電壓相位超前超前對應(yīng)相電壓相電壓30o。 plUU33 )2(

9、即即 倍倍, ,的的 線線電電壓壓大大小小等等于于相相電電壓壓 ABABCBCACUUUUUU結(jié)論 303plUU2. 2. 相電壓和線電壓的關(guān)系相電壓和線電壓的關(guān)系 形連形連接接 0AABUUU 形連形連接接線電壓等于對應(yīng)的相電壓線電壓等于對應(yīng)的相電壓以上關(guān)于線電壓和相電壓的關(guān)系也適用以上關(guān)于線電壓和相電壓的關(guān)系也適用于星形負(fù)載和三角于星形負(fù)載和三角形形負(fù)載。負(fù)載。注意設(shè)設(shè)BBCUU 120 UCCAUU 120 U2. 2. 相電壓和線電壓的關(guān)系相電壓和線電壓的關(guān)系+ABCA UB UC U+ABUBCUCAUoA0 UU 120- BUU 120 CUU3. 3. 相電流和線電流的關(guān)系相

10、電流和線電流的關(guān)系Y Y形連接時(shí)，線電流等于相電流形連接時(shí)，線電流等于相電流Y形連形連接接NA UZ+B UC U_ABCABCZZNZNC IBIAI結(jié)論.33 ) 1 (plII 即即 倍倍, ,的的線線電電流流大大小小等等于于相相電電流流(2) 線電線電流流相位相位滯后滯后對應(yīng)相電對應(yīng)相電流流30o。 形連形連接接3. 3. 相電流和線電流的關(guān)系相電流和線電流的關(guān)系+AUBUCU+AIBICIZZZabIbcIcaIcaabAIIIZUIabAZUIbcBZUIcaCabbcBIIIbccaCIII要點(diǎn)回顧要點(diǎn)回顧并聯(lián)諧振并聯(lián)諧振)1(1111LCjRCjLjRZwwww諧振角頻率諧振角

11、頻率01LCw諧振頻率諧振頻率（固有頻率）（固有頻率）012fLC電路的阻抗模最大，電路的阻抗模最大，I Iminmin。 品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)LCRCRLRIIIIQCL00ww 0cLII三相電路三相電路三相電源、三相負(fù)載、三相輸電線路三相電源、三相負(fù)載、三相輸電線路負(fù)載相同負(fù)載相同對稱三相電路對稱三相電路 電源對稱電源對稱 端線（輸電線）阻抗相等端線（輸電線）阻抗相等對稱三相電源對稱三相電源同頻率、等幅值、初相彼此相差同頻率、等幅值、初相彼此相差1201203 3個(gè)正弦電壓源個(gè)正弦電壓源tUtuw wcos2)(A )120cos(2)(oB tUtuw w)120cos(2)(oC tUt

12、uw woA0 UU 120- BUU 120 CUU00 CBCBA UUUuuuA對稱三相電壓源瞬時(shí)值、相量之和對稱三相電壓源瞬時(shí)值、相量之和均為零。均為零。對稱三相電源的特點(diǎn)對稱三相電源的特點(diǎn)對稱對稱A UCUBU120120120三相電路的連接三相電路的連接星星( (Y) )形電源形電源+AN+B+CA UB UC U_+ABCA UB UC U+三角形三角形( ( ) )電源（無中線）電源（無中線）三相負(fù)載的連接：三相負(fù)載的連接：星星(Y)形、形、三角形三角形( )連接（無中線）連接（無中線）三相電源的連接三相電源的連接Y三相電路的連接三相電路的連接三相四線制三相四線制YY三相三線制

13、三相三線制NA UZ+B UC U_ABCABCZZNYZN基本概念：基本概念：端線、中（性）線、相電壓、線電壓、相電流、線電流端線、中（性）線、相電壓、線電壓、相電流、線電流ABUBCUCAU+ABCA UB UC U+AN+B+CA UB UC U_C IBIAIC IBIAIABUBCUCAU Y Y形連形連接接對稱電源（負(fù)載）對稱電源（負(fù)載） 303plUU相、線電壓（電流）的關(guān)系相、線電壓（電流）的關(guān)系 形連形連接接對稱電源（負(fù)載）對稱電源（負(fù)載）3-30lpIINA UZ+B UC U_ABCABCZZNZNC IBIAI+AUBUCU+AIBICIZZZabIbcIcaIlpII

14、lpUU 相電壓對稱、線電壓對稱相電壓對稱、線電壓對稱 相電流對稱、線電流對稱相電流對稱、線電流對稱4.2 對稱三相電路的計(jì)算對稱三相電路的計(jì)算1. 1. YY連連接接( (三相三線制）三相三線制）CBANN111)111(UZUZUZUZZZ0NN UA UNZ+B UC U_ABCABCZZNC IBIAIZZUUUUUU| 120 120 0oCoBoA設(shè)設(shè)4.2 對稱三相電路的計(jì)算對稱三相電路的計(jì)算1. 1. YY連連接接( (三相四線制）三相四線制）CBANNN111)1111(UZUZUZUZZZZ A UNZ+B UC U_ABCABCZZNZNC IBIAINIZZUUUUUU

15、| 120 120 0oCoBoA設(shè)設(shè)0NN UNZ+B UC U_ABCABCZZNZNC IBIAINI1. 1. YY連連接接0NN UN和和N等電位等電位短路短路ZUUINNAA ZUIBB ZUICC ZUA CBANIIII 0 中性線中電中性線中電流為零流為零開路開路有無中性線對于對稱有無中性線對于對稱Y-YY-Y電路無影響電路無影響各相各相獨(dú)立獨(dú)立對稱對稱NZ+B UC U_ABCABCZZNZNC IBIAINI1. 1. YY連接接0NN U可將三相電路的計(jì)算可將三相電路的計(jì)算化為化為單單相電路的計(jì)算。相電路的計(jì)算。一一(A)相計(jì)算電路相計(jì)算電路+AUANNZAIZUIAA

16、 2. 2. Y 連連接接lZZUI 3/AA 303ABAIIZ+A UB UC U_ABCABCZZACIBAICBIC IBIAIZlZlZlZ/3Z/3Z/3NZZUUUUUU| 120 120 0oCoB0A設(shè)設(shè)3. 3. 形形電源電源 將將 電源用電源用Y電源電源替代，保證其線電壓替代，保證其線電壓相等。相等。+A+B+CA UB UC U_0AB380 30 VU+ABCABUBCU+CAU?AU例例+BAUBCUCAU+AIBICIZZZabIbcIcaIbACBZlZlZlac+AUBUCU+AIBICIZ/3Z/3bACBZlZlZlacZ/3例例3 對稱三相電路，電源線電

17、壓為對稱三相電路，電源線電壓為380V，|Z1|=10 ，cos 1 =0.6( (感性感性) )，Z2= j50 ， ZN=1+ j2 。求：線電流、相電流求：線電流、相電流解解 V 03380 V0220 oABoAN UU設(shè)設(shè)畫出一相計(jì)算電路畫出一相計(jì)算電路13.53,6 . 0cos11 +_+NACBZ1Z2ZNNAIAI AI ANU350j3122 ZZ+_Z1ANUAI AIAI 32ZNNN8 j613.53101 Z1ANAZUI 2ANAZUI AAAIII 8 j613.53101 Z350j3122 ZZA1 .53 221 .53100220 j13.2A3/50j

18、0220o A4 .138 9 .13oB IA6 .101 9 .13oC IA9 .6622 )A1 .173(22 )A1 .53(22 oCoBoA III第二組負(fù)載的相電流第二組負(fù)載的相電流第一組負(fù)載的相電流第一組負(fù)載的相電流A1206 . 730 31 ooAAB2 II)A120(6 . 7A06 . 7oCA2oBC2 II+_Z1ANUAI AIAI 32ZNNNA4 .18 9 .13o +_+NACBZ1Z2ZNNAIAI AI ANU(1) 依據(jù)依據(jù)YY進(jìn)行計(jì)算進(jìn)行計(jì)算(2) 2) 求得一相的相電壓、電流求得一相的相電壓、電流(3)(3) 根據(jù)對稱關(guān)系及線相之間的關(guān)系，

19、根據(jù)對稱關(guān)系及線相之間的關(guān)系， 求出其他電流電壓。求出其他電流電壓。 對稱三相電路的求解思路對稱三相電路的求解思路小結(jié)電源不對稱（不對稱程度小，系統(tǒng)保證其對稱電源不對稱（不對稱程度小，系統(tǒng)保證其對稱) )。電路參數(shù)電路參數(shù)( (負(fù)載負(fù)載) )不對稱情況很多。不對稱情況很多。電源對稱，負(fù)載不對稱電源對稱，負(fù)載不對稱( (低壓電力網(wǎng)低壓電力網(wǎng)) ) 。分析方法分析方法不對稱不對稱復(fù)雜交流電路分析方法。復(fù)雜交流電路分析方法。重點(diǎn)：中性點(diǎn)位移。重點(diǎn)：中性點(diǎn)位移。不對稱三相電路不對稱三相電路討論對象討論對象1.1.負(fù)載負(fù)載Za、Zb、 Zc不不等等0NN UNNCCNNNBBNNNAANUUUUUUUU

20、UcCbBaANNcba/1/1/1ZUZUZUUZZZ）（AUBUCUNNNUNANUBNUCNU相電壓相電壓/ /電流均不電流均不對稱各相不獨(dú)立對稱各相不獨(dú)立負(fù)載中（性）點(diǎn)與電源中（性）點(diǎn)不重合的現(xiàn)象。負(fù)載中（性）點(diǎn)與電源中（性）點(diǎn)不重合的現(xiàn)象。中（性）點(diǎn)位移中（性）點(diǎn)位移NA UZc+B UC U_ABCZaZbNC IBIAI由中點(diǎn)位移的情況來判斷負(fù)載端不對稱的程度由中點(diǎn)位移的情況來判斷負(fù)載端不對稱的程度各相工作仍獨(dú)立工作各相工作仍獨(dú)立工作NA UZc+B UC U_ABCZaZbNC IBIAINIZNNcbacCbBaANN/1/1/1/1/ZZZZZUZUZUU0CBANN111

21、)1111(UZUZUZUZZZZcbaNcba從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來看，中線不可能做得很粗，應(yīng)從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來看，中線不可能做得很粗，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整負(fù)載，使其接近對稱情況。適當(dāng)調(diào)整負(fù)載，使其接近對稱情況。消除中性點(diǎn)位移，使得各相仍能獨(dú)立工作（作用）消除中性點(diǎn)位移，使得各相仍能獨(dú)立工作（作用）中線不裝保險(xiǎn)、熔斷器。中線不裝保險(xiǎn)、熔斷器。不對稱電路的中性線不對稱電路的中性線一是減小阻抗，一是減小阻抗， 二是加強(qiáng)強(qiáng)度二是加強(qiáng)強(qiáng)度(中線一旦斷了，中線一旦斷了，負(fù)載不能正常工作負(fù)載不能正常工作)。1.1.負(fù)載負(fù)載Za、Zb、 Zc不不等等(1) 三相四線制，中線阻抗約為零。三相四線制，中線阻抗約為零。每相負(fù)載的工作

22、獨(dú)立每相負(fù)載的工作獨(dú)立(2) 若三相三線制若三相三線制, 設(shè)設(shè)A相開路相開路(三相不對稱三相不對稱)燈泡電壓低，燈燈泡電壓低，燈光昏暗。光昏暗。ACBN例例 照明電路照明電路2/BCNBNCUUU BACNNNCNBANUUU某相開路，其他仍正常某相開路，其他仍正常(3) (3) A相短路相短路超過燈泡的額定電壓，燈超過燈泡的額定電壓，燈泡可能燒壞。泡可能燒壞。ACABNBNCUUUU 計(jì)算短路電流：計(jì)算短路電流：ACBNBICIAI短路電流是正常時(shí)電流的短路電流是正常時(shí)電流的3倍倍注意lU 低壓電路采用三相四線制低壓電路采用三相四線制RURUI0BAB1503RURUI0CAC1503 0CBA03)(RUIIIAUCUBUUBAUU3CAUU3ABUU3AI3CIBIAI1. 1. 對稱三