第7章 三相電路

1、電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路1第第7 7章章 三相電路三相電路內(nèi)容：內(nèi)容：三相電路的基本概念三相電路的基本概念平衡三相電路的分析與計(jì)算平衡三相電路的分析與計(jì)算平衡三相電路的功率平衡三相電路的功率不平衡三相電路不平衡三相電路技術(shù)實(shí)踐技術(shù)實(shí)踐計(jì)算機(jī)輔助分析計(jì)算機(jī)輔助分析電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路2本章目標(biāo)本章目標(biāo)知識(shí)知識(shí)： 學(xué)習(xí)并深刻理解學(xué)習(xí)并深刻理解三相對(duì)稱電源三相對(duì)稱電源、三相對(duì)稱負(fù)載三相對(duì)稱負(fù)載和和三相平衡電三相平衡電路路概念及其特點(diǎn)；學(xué)習(xí)并建立三相供電體系及概念及其特點(diǎn)；學(xué)習(xí)并建立三相供電體系及相電壓相電壓、相電相電流流、線電壓線電壓、線電

2、流線電流、三相電路的功率等概念。、三相電路的功率等概念。 學(xué)習(xí)并正確掌握安全用電知識(shí)。學(xué)習(xí)并正確掌握安全用電知識(shí)。 學(xué)習(xí)并掌握學(xué)習(xí)并掌握平衡三相電路的分析平衡三相電路的分析計(jì)算方法。計(jì)算方法。 學(xué)習(xí)并掌握學(xué)習(xí)并掌握三相電路功率三相電路功率的計(jì)算方法和的計(jì)算方法和測(cè)量測(cè)量方法。方法。 了解了解三相非平衡電路三相非平衡電路的特點(diǎn)及分析方法。的特點(diǎn)及分析方法。 學(xué)習(xí)并掌握應(yīng)用學(xué)習(xí)并掌握應(yīng)用EWB軟件進(jìn)行三相電路仿真和分析計(jì)算的方軟件進(jìn)行三相電路仿真和分析計(jì)算的方法。法。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路3本章目標(biāo)本章目標(biāo)能力能力： 根據(jù)安全用電知識(shí)，正確使用電能。對(duì)生活、工作中常見

3、根據(jù)安全用電知識(shí)，正確使用電能。對(duì)生活、工作中常見的一般性用電問題進(jìn)行分析和解決。的一般性用電問題進(jìn)行分析和解決。 對(duì)工程中一般的平衡三相和非平衡三相電路進(jìn)行理論分析對(duì)工程中一般的平衡三相和非平衡三相電路進(jìn)行理論分析和計(jì)算，并根據(jù)功能要求，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的三相電路。和計(jì)算，并根據(jù)功能要求，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的三相電路。 根據(jù)電路測(cè)試指標(biāo)要求，設(shè)計(jì)測(cè)試方案，選擇合適電工儀根據(jù)電路測(cè)試指標(biāo)要求，設(shè)計(jì)測(cè)試方案，選擇合適電工儀表，對(duì)給定三相電路進(jìn)行測(cè)試。表，對(duì)給定三相電路進(jìn)行測(cè)試。 利用利用EWB軟件熟練地對(duì)給定三相電路進(jìn)行仿真和測(cè)試。軟件熟練地對(duì)給定三相電路進(jìn)行仿真和測(cè)試。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電

4、路三相電路4引例引例：電力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路5定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子ZAXYNSC-+B通常由三相同步發(fā)電機(jī)產(chǎn)通常由三相同步發(fā)電機(jī)產(chǎn)生，三相繞組在空間互差生，三相繞組在空間互差120120，它們的始端記為，它們的始端記為A A、B B、C C，末端記為，末端記為X X、Y Y、Z Z。當(dāng)轉(zhuǎn)子以均勻角速度當(dāng)轉(zhuǎn)子以均勻角速度轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在三相繞組中產(chǎn)生動(dòng)時(shí)，在三相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，從而形成感應(yīng)電壓，從而形成對(duì)稱對(duì)稱三相源三相源。7.17.1、三相電路基本概念、三相電路基本概念 一、三相電源一、三相電源 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路6

5、)120cos(2tUuB t06323265267342335611uAuBuCXAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+XAYCBZSN+A相相B相相C相相)cos(2)(tUtuA )120cos(2)( tUtuB )120cos(2)( tUtuC 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路72.2.對(duì)稱三相交流電源的特點(diǎn)對(duì)稱三相交流電源的特點(diǎn)1 1）時(shí)域特征）時(shí)域特征: :u uA Au uB Bu

6、uC C0)t (u)t (u)t (uCBA )cos(2)(tUtuA )120cos(2)( tUtuB )120cos(2)( tUtuC t06323265267342335611uAuBuC電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路82 2）頻域特征：）頻域特征：相量圖：相量圖： 0UUA 120UUB 120UUCAU BU CU 電壓相量關(guān)系：電壓相量關(guān)系：0UUUCBA 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路93 3、對(duì)稱三相電源的相序、對(duì)稱三相電源的相序 三相電源中各相電源經(jīng)過同一值三相電源中各相電源經(jīng)過同一值( (如最大值如最大值) )的先后順序的

7、先后順序正序（順序）：正序（順序）： A A、B B、C C、A A逆序（負(fù)序）：逆序（負(fù)序）： A A、C C、B B 、A AAU BU CU 正序正序AU BU CU 逆序逆序相序的實(shí)際意義：對(duì)三相電動(dòng)機(jī)，如果相序反了，就會(huì)反轉(zhuǎn)相序的實(shí)際意義：對(duì)三相電動(dòng)機(jī)，如果相序反了，就會(huì)反轉(zhuǎn)以后如果不加說明，以后如果不加說明，一般都認(rèn)為是正相序。一般都認(rèn)為是正相序。DDA AB BC C1 12 23 3DDA AC CB B1 12 23 3正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：P242T7-1、T7-2電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路10課堂練習(xí)課堂練習(xí)1 1：填空填空1 1：

8、若正序?qū)ΨQ三相電源電壓，：若正序?qū)ΨQ三相電源電壓，則：則： VtUtumA)2cos()( )(tuB )(tuCVtUm)6cos( VtUm)65cos( 填空填空2 2：若正序?qū)ΨQ三相電源電壓，：若正序?qū)ΨQ三相電源電壓，則：則： VtUtumA)2sin()( )(tuB )(tuCVtUm)3cos( VtUm)3cos( 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路11二、三相電路的連接方式二、三相電路的連接方式1 1、Y Y形連接形連接尾端接在一起尾端接在一起ZAZCZBuAuCuB2 2、 形連接形連接首尾相連首尾相連uAuBuCZAZBZC電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7

9、章章 三相電路三相電路123、 三相電路三相電路1)1) Y-Y Y-Y連接連接三相四線系統(tǒng)三相四線系統(tǒng)三相三線系統(tǒng)三相三線系統(tǒng)ZAZCZBuAuCuB平衡三相電路平衡三相電路：三相電源對(duì)稱，三個(gè)負(fù)載相等。：三相電源對(duì)稱，三個(gè)負(fù)載相等。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路132) Y-連接連接ZAZCZBuAuCuB電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路143) - 連接連接ZAZCZBuAuCuB電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路154) - Y連接連接ZAZCZBuAuCuB電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路164、 三相電

10、路常用名詞三相電路常用名詞端線端線(火線、相線火線、相線)；中線（零線、地線）中線（零線、地線）中線電流中線電流線電壓線電壓相電壓相電壓線電流線電流相電流相電流中線電壓中線電壓電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路171 1、Y Y形電路的電流與電壓形電路的電流與電壓AI BI CI 相相線線 II相量圖：相量圖：oCNCAoNBCBoNABA303303303 UUUUUU.3 ) 1 (倍的線電壓大小等于相電壓(2) (2) 線電壓相位超前對(duì)應(yīng)相電壓線電壓相位超前對(duì)應(yīng)相電壓3030o o。 結(jié)論：線電壓對(duì)稱結(jié)論：線電壓對(duì)稱( (大小相等，相位互差大小相等，相位互差120120

11、o o) )：7.2 7.2 平衡三相電路的分析與計(jì)算平衡三相電路的分析與計(jì)算30o30o30oNA UBN UCN UBA UBC UCA U電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路182 2、 形電路的電流與電壓形電路的電流與電壓相相線線 UU相量圖：相量圖：.3 )1(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) (2) 線電流相位滯后對(duì)應(yīng)相電流線電流相位滯后對(duì)應(yīng)相電流3030o o。 結(jié)論：線電流對(duì)稱結(jié)論：線電流對(duì)稱( (大小相等，相位互差大小相等，相位互差120120o o) )：oCACoBCBoABAIIIIII303303303 課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：P24

12、8 T7-3、4、5、630o30o30oABIBCIAIBICICAI電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路19V90220 填空填空1 1：正序?qū)ΨQ三相電源星形連接，若：正序?qū)ΨQ三相電源星形連接，若則：線電壓則：線電壓VUB90220 ACUV0380 填空填空2 2：正序?qū)ΨQ三相電源星形連接，若：正序?qū)ΨQ三相電源星形連接，若則：相電壓則：相電壓VUBC180380 AU課堂練習(xí)課堂練習(xí)2 2：電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路203 3、平衡三相電路計(jì)算、平衡三相電路計(jì)算NCBANNZZZZZUZUZUU/1/1/1/1/ 特點(diǎn)：特點(diǎn)：各相相互獨(dú)立；互不影

13、響各相相互獨(dú)立；互不影響分析法：分析法：取一相計(jì)算，遞推其余兩相取一相計(jì)算，遞推其余兩相NCBAZZUUU/111 0 CBAUUU0 NNU由節(jié)點(diǎn)法由節(jié)點(diǎn)法, ,有有電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路21例例1 1： 已知平衡三相電路中，負(fù)載阻抗已知平衡三相電路中，負(fù)載阻抗Z=6+j8Z=6+j8 ，解解: ( : (1) 1) Y Y形負(fù)載形負(fù)載: :，求各相的相、線電流相量。求各相的相、線電流相量。VttuAB)30cos(2380)( 取一相計(jì)算取一相計(jì)算相電流相電流，則：，則：VUAB 30380 30330380ANU則則V 0220860220jIAN A 1

14、.5322AIBN 1 .17322AICN 9 .6622可推得可推得Y Y型連接，線電流與對(duì)應(yīng)的相電流相等，即：型連接，線電流與對(duì)應(yīng)的相電流相等，即：AIA 1 .5322電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路22AIBC 1 .12338AIIABA 1 .533383038630380jIAB 則則A 1 .2338解解: (: (2)2) 形負(fù)載形負(fù)載: :取一相計(jì)算取一相計(jì)算相電流相電流，則：，則：VUAB 30380已知平衡三相電路中，已知平衡三相電路中， 負(fù)載阻抗負(fù)載阻抗Z=6+j8Z=6+j8 ，VttuAB)30cos(2380)(，求各相的相、線電流相量。求

15、各相的相、線電流相量。AIB 1 .173338AIC 9 .66338AICA 9 .9638可推得：可推得： 形形連接，線電流與對(duì)應(yīng)的相電流的關(guān)系：連接，線電流與對(duì)應(yīng)的相電流的關(guān)系：電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路23例例2 2： 圖示電路中，線電壓圖示電路中，線電壓U Ul l=380V=380V，負(fù)載，負(fù)載Z Z=18+j15=18+j15 ， Z Z l l =3+j4=3+j4 ， 求負(fù)載端各線電流、端電壓。求負(fù)載端各線電流、端電壓。6+j56+j5 6+j56+j5 6+j56+j5 解：解：1 1）負(fù)載）負(fù)載 形到形到Y(jié) Y形形變換：變換：電路分析基礎(chǔ)電路分

16、析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路246+j5 6+j5 6+j5 VUAB 0380設(shè)設(shè)VUAN 30220則則ZZUIANAN 1A 7529.17AIBN 19529.17AICN 4529.17VUB 2 .125135NVUNC 8.114135遞推：遞推：VUUUNBNABA 8 .24234VUCB 2 .95234VUAC 8 .144234ANNAIZU V 2 . 51353 3）負(fù)載端電壓：）負(fù)載端電壓：2 2）負(fù)載相電流（線電流）：）負(fù)載相電流（線電流）：3+j4 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路25作業(yè)作業(yè)1: P233， p7-8補(bǔ)充問題：同時(shí)求

17、負(fù)載的線電流補(bǔ)充問題：同時(shí)求負(fù)載的線電流 ， 及及 。 P234 ，p7-12，p7-1,5aI bI cI 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路261 1、平均功率、平均功率 CBAPPPP cos3ppIUP cos3llIU 對(duì)稱三相：對(duì)稱三相：2 2、無功功率、無功功率CCCBBBAAAIUIUIU coscoscos CBAQQQQ CCCBBBAAAIUIUIU sinsinsin 對(duì)稱三相：對(duì)稱三相： sin3ppIUQ sin3llIU 3 3、視在功率、視在功率22QPS 對(duì)稱三相：對(duì)稱三相：ppIUS3 llIU3 4 4、瞬時(shí)功率、瞬時(shí)功率: :)()()

18、()()(WPtptptptpCBA 7.3 平衡三相電路的功率平衡三相電路的功率電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路27交流功率測(cè)量交流功率測(cè)量 P P228228 如何測(cè)量負(fù)載吸收的平均功率？如何測(cè)量負(fù)載吸收的平均功率？功率表工作原理圖功率表工作原理圖 功率表結(jié)構(gòu)圖功率表結(jié)構(gòu)圖 功率表接線圖功率表接線圖 指針正向偏轉(zhuǎn)請(qǐng)注意：電流線指針正向偏轉(zhuǎn)請(qǐng)注意：電流線圈的圈的必須與電源正極相連接。必須與電源正極相連接。書書 P P196196，例題，例題6-7-46-7-4電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路28書書 P P2 23535 ，P7-20 P7-20 ，A

19、jjI 74.294 .1210201020100200WRIP6 .1537104 .1222 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路29書書 P P2 23535 ，P7-20 P7-20 ，AjjI 74.294 .1210201020100200 WIUP35.215374.294 .120200ReRe* 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路30電壓線圈前接電壓線圈前接電壓線圈后接電壓線圈后接電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路31書書 P P2 23535 ，P7-20 P7-20 ，電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路

20、325. 5. 三相功率的測(cè)量三相功率的測(cè)量( (對(duì)稱，不對(duì)稱對(duì)稱，不對(duì)稱) )(1) (1) 三表法：三表法：若負(fù)載對(duì)稱，則需一塊表，讀數(shù)乘以若負(fù)載對(duì)稱，則需一塊表，讀數(shù)乘以 3 3。CCNBBNAANiuiuiup *三三相相負(fù)負(fù)載載WWWABCN*CBAPPPP 電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路33(2) (2) 二表法：二表法：這種量測(cè)線路的接法是將兩個(gè)功率表的電流線圈接到任意這種量測(cè)線路的接法是將兩個(gè)功率表的電流線圈接到任意兩相中，而將其電壓線圈的公共點(diǎn)接到另一相沒有功率表的線兩相中，而將其電壓線圈的公共點(diǎn)接到另一相沒有功率表的線上。上。若若W W1 1的讀數(shù)為的

21、讀數(shù)為P P1 1 ， W W2 2的讀數(shù)為的讀數(shù)為P P2 2 ，則，則 P P= =P P1 1+ +P P2 2 即為三相總功率。即為三相總功率。三三相相負(fù)負(fù)載載W1ABC*W2為什么？為什么？電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路34解：解： cos3llUPI A863 . 4 VUAB 0380設(shè)設(shè)AIC 60863 . 4AIA 60863 . 4VUUBCCB 60380WIUPAAB34.833)60cos(386. 4380cos11 kWPPP5 . 221 VUAN 30220)30866. 0(cos1 WIUPCCB68.1666)0cos(386.

22、4380cos22 例例3 3：功率為功率為2.5kW,cos2.5kW,cos =0.866=0.866的電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)M M接到線電接到線電壓壓380V380V的對(duì)稱三相電路，求各功率表讀數(shù)。的對(duì)稱三相電路，求各功率表讀數(shù)。電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路357.4 7.4 不平衡三相電路不平衡三相電路（電源對(duì)稱，負(fù)載不平衡）（電源對(duì)稱，負(fù)載不平衡）例例1 1：圖示三相電路中圖示三相電路中U U線線=380V=380V，求各線電流。，求各線電流。解：解：0220AU設(shè) 120220120220U相相=220V1）ZN=0時(shí)時(shí)：7 .3361AI1659 .38BI4 .

23、934 .98CI負(fù)載電流不對(duì)稱，但各相獨(dú)立；互不影響。負(fù)載電流不對(duì)稱，但各相獨(dú)立；互不影響。3+j23+j24+j44+j42+j2+j電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路360220 120220120220AANAZUI2）ZN=4+j3時(shí)時(shí)：NCBACCBBAANNZZZZZUZUZUU/1/1/1/1/BBNBZUICCNCZUIVUNN12016.54負(fù)載電流、電壓不對(duì)稱，負(fù)載電流、電壓不對(duì)稱，各相牽制，彼此影響。各相牽制，彼此影響。12232NNAANUUU109257NNBBNUUU120165NNCCNUUU3+j23+j24+j44+j42+j2+j1544

24、 .453 .938 .737 .454 .64電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路370220 1202201202203）ZN= 時(shí)時(shí)：CBACCBBAANNZZZZUZUZUU/1/1/1/VUNN76.11527.61NNAANUUUNNBBNUUUNNCCNUUU3+j23+j24+j44+j42+j2+j13253109260122159電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路38 ZN=0: 負(fù)載電流不對(duì)稱，但各相獨(dú)立；互不影響。負(fù)載電流不對(duì)稱，但各相獨(dú)立；互不影響。 ZN 0: 負(fù)載電流、電壓不對(duì)稱，各相牽制，彼此影響。負(fù)載電流、電壓不對(duì)稱，各相牽制

25、，彼此影響。注意：注意：在三相四線供電系統(tǒng)中，采用的中線線徑較大，并且在在三相四線供電系統(tǒng)中，采用的中線線徑較大，并且在中線上不允許接入開關(guān)或保險(xiǎn)絲，嚴(yán)禁中線開路。中線上不允許接入開關(guān)或保險(xiǎn)絲，嚴(yán)禁中線開路。電源對(duì)稱而負(fù)載不對(duì)稱三相四線系統(tǒng)的特點(diǎn)：電源對(duì)稱而負(fù)載不對(duì)稱三相四線系統(tǒng)的特點(diǎn)：NNCUNAUNBU+j +1 NNUVUNN 76.11527.61 13253ANU 109260BNU 122159CNUANUBNUCNU相量圖：相量圖：(負(fù)載中性點(diǎn)漂移，各相電壓不對(duì)稱。負(fù)載中性點(diǎn)漂移，各相電壓不對(duì)稱。)電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路39 7.5 7.5 技術(shù)實(shí)踐技術(shù)實(shí)踐.1家庭配電家庭配電電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)第第7章章 三相電路三相電路40.2接地與接零（安全用電）接地與接零（安全用電）電路分析基礎(chǔ)電