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(fù)載及三相電路的計算三相負(fù)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NS AXe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(yīng)電動勢，圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其方向由其方向由AX

2、。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(shè)計磁極形狀，使磁通按正弦規(guī)律分布，合理設(shè)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AXYCBZSN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 XB YC 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

3、：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。240sin120sinsintEetEetEemCmBmA)120sin(tEm1. 三角函數(shù)式三角函數(shù)式AEBECE2. 相量表示式及相互關(guān)系相量表示式及相互關(guān)系0CBAEEE1201200EEEEEECBAEm BeAeCe0120 240 360 t1201201201.1.2 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AeCeBeAXYCBZN 1. 連接方式連接方式Ce（中線）（中線）（火線）（火線）（火線）（火線）（火線）（火線）ceBeAXYCBZNAe三相四線三相四線制供電

4、制供電火線（相線）火線（相線）:ABC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CCNBBNAANeueueu相電壓相電壓：火線對零線間的電壓?；鹁€對零線間的電壓。1201200PCNPBNPANUUUUUUCeceBeACBNAe120 120 120 ANUBNUCNUANuBNuCNu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。火線間的電壓。ANCNCACNBNBCBNANABUUUUUUUUUABuBCuCAuCABCABuuuCABN注意規(guī)定的注意規(guī)定的正方向正方向AN

5、uBNuCNuBNUABU線電壓和相電壓的關(guān)系：線電壓和相電壓的關(guān)系：BNUANUCNU30 BNANBNANABUUUUU303ANABUU30 330 3CNANCNCABNCNBNBCUUUUUUUU 同理：同理：303ANBNANABUUUUBNUANUCNUABUBCUCAU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(lǐng)先對應(yīng)的相相位領(lǐng)先對應(yīng)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(guān)系表達(dá)式：線電壓與相電壓的通用關(guān)系表達(dá)式：30 3plUUlU pU -為電源的相電壓為電源的相電壓 -為電源的線電壓

6、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V380 V220lPUU、V220lUV127pU星形接法星形接法ACB NZZZ1.2 三相負(fù)載及三相電路的計算三相負(fù)載及三相電路的計算三角形接法三角形接法ACBZZZ負(fù)載有兩種接法負(fù)載有兩種接法:ACBNZZZANuBNuCNuAiCiBiANiCNiBNi相電流相電流(負(fù)載上的電流負(fù)載上的電流)：CNBNANIII 、1.2.1 三相對稱負(fù)載星形接法及計算三相對稱負(fù)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)：CBAIII 、plII CNCBNBANAIIIIIIAC

7、BNZZZNiAiCiBiANiCNiBNi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* CNBNANNIIIINI: 零線電流零線電流*負(fù)載兩端的電壓等于電源的相電壓負(fù)載兩端的電壓等于電源的相電壓ACBNZZZANUABUCNUBNUCAUBCUAICIBIANIBNICNINIZUIIZUIICNCNCBNBNBZUIIANANA二、負(fù)載星形接法時的一般計算方法二、負(fù)載星形接法時的一般計算方法ZUIIpplACBNZZZANUABUCNUBNUCAUBCUAICIBIANIBNICNINI線電流、相電流線電流、相電流計算通式：計算通式：V0pANUU120pBNUU120p

8、CNUU ZZ1201200ZUIIZUIIZUZUZUIIpCNCpBNBpPANANA結(jié)論：三相電結(jié)論：三相電源對稱，負(fù)載源對稱，負(fù)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00CNBNANNIIII例：三相電源，例：三相電源， 三相對稱負(fù)載，三相對稱負(fù)載，Y型接法，每相型接法，每相V380lU43jZ求：每相負(fù)載中的電流及各線電流相量。求：每相負(fù)載中的電流及各線電流相量。解：解：V22033803lpUU設(shè)設(shè)0220ANU120220BNU120220CNU1 .53543jZA1 .53441 .5350220ZUIIANANA

9、A1 .5344ANAIIA1 .173441201 .5344BNBIIA9 .66441201 .5344CNCII1. 負(fù)載不對稱時，各相單獨計算。如：負(fù)載不對稱時，各相單獨計算。如： 已知：已知： 三相負(fù)載三相負(fù)載 R、L、C 以及以及 三相線電壓：三相線電壓：120 120 0lCAlBClABUUUUUU求：各相、各線及中線電流求：各相、各線及中線電流CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI解：解：(1) CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI120 120 0lCAlBClABUUUUUU903130 311503130 31303130 31lCA

10、CNlBCBNlABANUUUUUUUUU相相電電壓壓線線電電壓壓30 3plUUCI CRA B NLCAINIBIANIBNICNIlpUU31令：令：則相電壓為：則相電壓為：90903115015031303031PlCNPlBNPlANUUUUUUUUU(2) 相電流相電流CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI30RURUIPANAN18090CPCPCCNCNXUjXUjXUI240150LPLPLBNBNXUjXUjXUICAUABUBCU(3) 中線電流中線電流CBANIIIINICNUANUBNUBNICNIANI(4) 相量圖相量圖18024030CPCNLP

11、BNPANXUIXUIRUIAIBICI2. 負(fù)載對稱時，只需計算一相。負(fù)載對稱時，只需計算一相。ZZZZCBA 如：如：AANANIZUI則：則：120120ANCCNANBBNIIIIII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：0CBAOIIII（中線電流為（中線電流為0）CNUANUBNU3. 負(fù)載對稱，只要求電流、電壓大小時，僅算一相負(fù)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。0CBANIIII)(ZZZZCBA負(fù)載對稱時負(fù)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

12、，零線可以取消。稱為三相三線制。取消。稱為三相三線制。ceACBZZZCeBeAe三相三線制供電時，若各相負(fù)載不相等，將三相三線制供電時，若各相負(fù)載不相等，將如何？如何？ANNAIBICIAEBECECB求：各相負(fù)載電流。求：各相負(fù)載電流。已知已知：240220 120220 0220CBAEEE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ANNAIBICIAEBECECBAEBECERRRRNNABCAIBICIRRRRRRUN21121202201202200220 每盞燈為每盞燈為220V、 100W4842PURAEBECERRRRNNABCAIBI

13、CI、V 12055NUAIBICI、代入代入R值得：值得：應(yīng)用實例應(yīng)用實例-照明電路照明電路ACB.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(shè)電源電壓為：設(shè)電源電壓為：V220380PlUU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(guān)于零線的結(jié)論關(guān)于零線的結(jié)論 負(fù)載不對稱而又沒有中線時，負(fù)載上可能得到大小負(fù)載不對稱而又沒有中線時，負(fù)載上可能得到大小不等的電壓，有的超過用電設(shè)備的額定電壓，有的達(dá)不等的電壓，有的

14、超過用電設(shè)備的額定電壓，有的達(dá)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(fù)載不能保證完全對稱，所以絕對不能采用三相各相負(fù)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(fù)載得到相中線的作用在于，使星形連接的不對稱負(fù)載得到相等的相電壓。為了確保零線在運(yùn)行中不斷開，其上不等的相電壓。為了確保零線在運(yùn)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 三角形接法及計算三角形接法及計算ABiCAiBCiCiBiAiCA

15、uABuBCuACBlpUU 負(fù)載特點特點：負(fù)載的相電壓負(fù)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BiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBZ ZABABZ ZBCBCZ ZCACACACACABCBCBCABABABZUIZUIZUI每相負(fù)載電流每相負(fù)載電流BCCACABBCBCAABAIIIIIIIII線電流線電流（2）負(fù)載對稱時（）負(fù)載對稱時（ZAB=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：ZUIIIIlPCABCABBiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBZABZ

16、BCZCA（1）負(fù)載不對稱時，先算出各相電流，然后計算線電流。）負(fù)載不對稱時，先算出各相電流，然后計算線電流。CAABAIII303ABAIICAUABUBCUBICIABICAIBCI303303CACBCBIIII同理：同理：0lABUU設(shè)：負(fù)載為阻性的，阻抗角為設(shè)：負(fù)載為阻性的，阻抗角為 0 。負(fù)載對稱時，三角形接法線、相電流的相位關(guān)系負(fù)載對稱時，三角形接法線、相電流的相位關(guān)系CAIAIABCABICAIAI負(fù)載對稱時三角形接法的特點負(fù)載對稱時三角形接法的特點BiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACB lpUU 負(fù)載 303plII負(fù)載對稱三角負(fù)載對稱三角形接法，負(fù)載形接法，

17、負(fù)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(yīng)相位落后對應(yīng)的相電流的相電流30。3負(fù)載對稱時：負(fù)載對稱時：cos3ppIUP 1.3 三相電路的功率三相電路的功率CBAPPPP三相總有功功率：三相總有功功率： 由負(fù)載由負(fù)載性質(zhì)決定性質(zhì)決定 3plplIIUU星形接法時：星形接法時： 3 plplIIUU三角形接法時：三角形接法時：cos3llIUP 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(fù)載上的相電壓和相電流代表負(fù)載上的相電壓和相電流llllllIUSIUQIUP3sin3cos3有功功率：有功功率：無功功率：無功功率：視在功率：視在功率：在三相負(fù)載對稱的條件下，三相電路的功率：在三相負(fù)載對稱的條件下，三相電路的功率：三相交流電路的小結(jié)（三相交流電路的小結(jié)（1）-三相電源三相電源三相四線制三相四線制AAeCeBeCBN三相電源一三相電源一般都是對稱般都是對稱的，而且多的，而且多用三相四線用三相四線制接法。制接法。三相交流電路的小結(jié)三相交流電路的小結(jié)(2)-三相負(fù)載三相負(fù)載星形負(fù)載星形負(fù)載三角形負(fù)載三角形負(fù)載ACBNZZZACBZZZ三相交流電路的小結(jié)三相交流電路的小結(jié)(3)-三相電路計算三相電路計算負(fù)載負(fù)載 形接法形接法lPPlUUII303對稱負(fù)載時：對稱負(fù)載時：各相電壓、