三相電路功率課件

1、第五章:三相電路三相電源的連接本章內(nèi)容:三相電路中電壓、電流和功率對(duì)稱三相電路的特點(diǎn)和計(jì)算不對(duì)稱三相電路的計(jì)算三相電壓電流的對(duì)稱分量5.1對(duì)稱三相正弦量三個(gè)頻率相同,有效值相同,相位互差120的正弦電壓(或電流)。對(duì)稱三相正弦量：NSZCYBXAZCYBXA+uA+uB+uC0ut瞬時(shí)值表達(dá)式相量表達(dá)式波形圖XAeA120eBeCZCYB120 2120120120三相電源中,各電壓達(dá)到同一量值的先后次序稱為相序。正序負(fù)序ABCACB對(duì)稱三相正弦量相量圖120120120對(duì)稱三相正弦量的特點(diǎn):5-2三相電源和三相負(fù)載的連接二、三相電源的連接1.星形連接AB+NCABNC相電壓:端線到中線之間的

2、電壓。有效值UP線電壓:兩端線之間的電壓。有效值UL線電壓與相電壓的關(guān)系30 2三相電源和三相負(fù)載的連接相電壓對(duì)稱時(shí)，線電壓的有效值等于分別比對(duì)應(yīng)的相電壓超前30。相電壓有效值的 倍，線電壓的相位如果則NABC 3三相電源和三相負(fù)載的連接2.三相電源的三角形連接AB+CABC線電壓就是相電壓三角形閉合回路中總電壓為零若一相繞組反接(C相)回路電壓為一相的兩倍內(nèi)部環(huán)流將會(huì)很大 4三相電源和三相負(fù)載的連接二、三相負(fù)載的連接1.三相負(fù)載的星形連接AB+NCBCANZAZCZB線電流:流過端線的電流。相電流:流過各相負(fù)載的電流。線電流等于相電流。表示為中線電流:三相四線制 (Y/Y0)三相三線制 (Y

3、/Y)AB+NCBCANZAZCZB流過中線的電流。 5三相電源和三相負(fù)載的連接2.三相負(fù)載的三角形連接ABC線電流與相電流的關(guān)系如果三相電流對(duì)稱30接在對(duì)稱三相電源上的對(duì)稱三相負(fù)載為三角形連接時(shí)，線電流的有效值是相電流的 倍，其相位依次較對(duì)應(yīng)的相電流滯后30。線電流之和為零三相負(fù)載接電源時(shí)的實(shí)際線路圖NABC照明電路星形連接電動(dòng)機(jī)三角形連接電動(dòng)機(jī)(一)練習(xí)例5-1 如圖所示電路中,加在星形連接負(fù)載上的三相電壓對(duì)稱,線電壓為380V。試求（1）三相負(fù)載每相阻抗為ZA=ZB=ZC=17.3+j10 時(shí)各相電流和中線電流; (2)斷開中線后的各相電流; (3)仍保持有中線,但ZC改為20時(shí)各相電流

4、和中線電流。BCANZAZCZB解 (1)由于三相電壓對(duì)稱各相電流為(二)練習(xí)（2）由于三相電流對(duì)稱,中線電流為零,斷開中線時(shí)三相電流不變。中線電流為 （三）練習(xí)例5-2 將上例中的負(fù)載該為三角形連接，接到同樣電源上。試求：（1）負(fù)載對(duì)稱時(shí)各相電流和線電流；（2）BC相負(fù)載斷開后的各相電流和線電流。ABC各相電流為各線電流為 （四）練習(xí)5.3 對(duì)稱三相電路的特點(diǎn)和計(jì)算對(duì)稱三相電路:三相電源對(duì)稱,三相負(fù)載對(duì)稱,三根端線的線路阻抗相同一、三相負(fù)載Y形連接的對(duì)稱三相電路+BCAZ1Z1Z1ZNACZ ZZNNBZ0Z0Z0 2對(duì)稱三相電路的計(jì)算中線電流負(fù)載相電壓線電流負(fù)載端線電壓NABCACB 3

5、對(duì)稱三相電路的計(jì)算對(duì)稱三相電路的特點(diǎn):2.各相電流僅由各相電源電壓和各相阻抗決定。1.中線不起作用。3.三相電路可歸結(jié)為一相來計(jì)算，將N、N兩點(diǎn)短接，其余兩相的電壓和電流根據(jù)對(duì)稱性推出。4.負(fù)載作三角形連接時(shí),可等效為Y形連接,不論電源如何連接,都可虛擬為星形連接,求出對(duì)稱的相電壓,再歸結(jié)為單相進(jìn)行計(jì)算.NANZ1+ZAZ0 一練習(xí)例5-3 線電壓為380V的三相對(duì)稱電源供給兩組對(duì)稱負(fù)載,如圖所示,星形連接負(fù)載每相阻抗為Z1=12+j16 ,三角形連接負(fù)載每相阻抗為Z2=48+j36,每根導(dǎo)線阻抗為Zl=1+j2。試求各相負(fù)載的相電流、線路中的電流、每相阻抗的功率及電源的功率。ZlZ1Z2AB

6、CZlZ1Z2ABCN1N2解 把三角形連接負(fù)載化為等效星形連接負(fù)載 二練習(xí)電源可看成星形連接,設(shè)相電壓為ZlZ1Z2AN總阻抗為三練習(xí)其它各相電流可按對(duì)稱情況推出星形連接負(fù)載的功率三角形連接負(fù)載的功率電源的功率一臺(tái)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作Y形連接,每相等效阻抗 Z=7.6+j5.7，每根端線的線路阻抗 Z1=0.4+j0.3 ,接在線電壓為380V的對(duì)稱三相電源四上求: (1) 線電流 ; (2) 負(fù)載端電壓。解 BANBCCZ ZZ+A+Z1Z1Z1Z1ZANNA+線電流練習(xí)五 (2)負(fù)載相電壓(3)負(fù)載端線電壓NABACB36.9C練習(xí)六如圖所示是一對(duì)稱三角形負(fù)載中的一相,每相阻抗為19.2+j

7、14.4,接在線電壓為380V的對(duì)稱三相電源上。求（1）線電流; (2)相電流；（3）負(fù)載端電壓。+AANNZ1ZY+解 （1）線電流（2）負(fù)載相電流（3）負(fù)載端電壓練習(xí)5.4不對(duì)稱三相電路的計(jì)算三個(gè)相電流(線電流)+NBCAZ1Z1Z1ACBZAZCZB+ZNN應(yīng)用彌爾曼定理得各相負(fù)載相電壓不對(duì)稱三相電路的計(jì)算2中線電流稱為中性點(diǎn)位移則ACBNN當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)當(dāng)負(fù)載對(duì)不稱時(shí)在三相三線制中,ZN=,中點(diǎn)位移最大。如ZN=0,無中性點(diǎn)位移。一練習(xí)例5-4 如圖所示為一相序測(cè)定器，它是一個(gè)簡單的星形連接的不對(duì)稱電路，其中A相接入電容，B、C相接入瓦數(shù)相同的燈泡。設(shè)1/c=R=1/G，電源是對(duì)稱電壓，

8、如何根據(jù)兩燈泡承受的電壓確定相序？RNCRABCNN 二練習(xí)例5-5 三相電塬電壓對(duì)稱,三相對(duì)稱負(fù)載作星形連接,試用位形圖分析: (1) A相負(fù)載短路; (2) A相負(fù)載開路時(shí)各相電壓的變化情況。（1）A相負(fù)載短路ZA=0BCNNANZAZCZBBCA 三練習(xí)四（2）A相負(fù)載開路ZANZAZCZBBCABCNANUCNUBN練習(xí) 五練習(xí) 六練習(xí)例5-6 有一星形連接的三相對(duì)稱負(fù)載接到不對(duì)稱的三相電源,無中線,三個(gè)線電壓 為已知, 每相負(fù)載導(dǎo)納為Y,如圖 所示,試畫出電壓位形圖,以求取三相負(fù)載的相電壓。AB+NBCACYYYNABCN不對(duì)稱三相電路的計(jì)算綜合以上分析,可以歸納為:1.不對(duì)稱Y形三

9、相負(fù)載,必須連接中性線,而且為防止中性線斷開,中性線必須有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，不允許裝開關(guān)和熔絲。2.有單相負(fù)載組成不對(duì)稱Y形三相負(fù)載，安裝時(shí)總是力求各相負(fù)載接近對(duì)稱，中性線電流一般小于各線電流，中性線導(dǎo)線可以選用比三根端線小一些的截面。3.因?yàn)橹行渣c(diǎn)有位移，即使電源中性點(diǎn)N接地（中性線叫作零線），但負(fù)載中性點(diǎn)N與大地電位不相等，因此零線不能稱為地線。5-5三相電路的功率一、有功功率、無功功率、視在功率1.有功功率在對(duì)稱三相電路中Y形連接時(shí)形連接時(shí)2.無功功率3.視在功功率與功率因數(shù)功率因數(shù)在對(duì)稱三相電路中在對(duì)稱三相電路中 2三相電路的功率二、對(duì)稱三相電路中的瞬時(shí)功率對(duì)稱三相制的瞬時(shí)功率是一個(gè)常量

10、,其值等于平均功率。它們的和為 3三相電路的功率例5-7 有一三相負(fù)載，每相等效阻抗為29+j21.8,試求下列兩種情況下的功率; (1)連接成星形接于Ul =380V三相電源上; (2) 連接成三角形接于Ul=220V三相電源上。解 （1）三相負(fù)載接成星形（2）三相負(fù)載接成三角形 4三相電路的功率例5-8 兩組對(duì)稱感性負(fù)載并聯(lián)運(yùn)行，一組負(fù)載接成三角形，功率為10KW，功率因數(shù)為0.8;另一組接成星形,功率為7.5KW,功率因數(shù)為0.88。電源到負(fù)載的傳輸線每根阻抗為Z1=0.2+j0.3,如果電源是對(duì)稱的,且負(fù)載的線電壓為Ul=380V,試求電源的線電壓。解 可歸結(jié)為一相計(jì)算+ZlZ1Z2+

11、 5三相電路的功率三、三相功率的測(cè)量1.三功率表法三相負(fù)載W1W2CBA三相負(fù)載W1W3W2NCBA適應(yīng)三相四線制電路2.兩功率表法兩功率表法適應(yīng)三相三線制電路在三相三線制電路中 6三相電路的功率三相平均功率兩功率表讀數(shù)之和兩功率表讀數(shù)為 7三相電路的功率例5-9 用雙功率表法測(cè)量對(duì)稱三相負(fù)載(負(fù)載阻抗為Z)的功率,設(shè)電源線電壓為380V,負(fù)載接成星形。在下列幾種情況下，試求每個(gè)功率表的讀數(shù)和三相功率：（1）Z=8+j6；（2）Z=10；（3）Z=5+j10。（3）當(dāng)負(fù)載阻抗為Z=10（1）當(dāng)負(fù)載阻抗為Z=8+j6時(shí) 8 三相電路的功率（3）當(dāng)負(fù)載阻抗為Z=5+j105.6三相電壓和電流的對(duì)稱

12、分量一、三相制的對(duì)稱分量在三相電路中,凡是量值相等、頻率相同、相位差彼此相等的三個(gè)正弦量就是一組對(duì)稱分量。1. 正序?qū)ΨQ分量 22. 負(fù)序?qū)ΨQ分量三相電壓和電流的對(duì)稱分量3. 零序?qū)ΨQ分量 3三相電壓和電流的對(duì)稱分量將三組同頻率的對(duì)稱分量相加,可得到一組同頻率的不對(duì)稱三相正弦量 4三相電壓和電流的對(duì)稱分量任意一組同頻率的不對(duì)稱三相正弦量(如電壓或電流)都可分解為三組頻率相同、相序不同的對(duì)稱正弦量，即對(duì)稱分量。 （一）練習(xí) 將星形連接對(duì)稱三相負(fù)載A相短路后三相負(fù)載的相電壓分解成對(duì)稱分量解 三個(gè)負(fù)載的相電壓為零序、正序、負(fù)序?qū)ΨQ分量為 5三相電壓和電流的對(duì)稱分量 二、三相制對(duì)稱分量的一些性質(zhì)三線制電路的線電流中不含零序分量。如果三線制電路的線電流不對(duì)稱，線電流中含有了零序分量。中線電流等于線電流的零序分量的三倍。線電壓中不含零序分量。如果線電壓不對(duì)稱，線電壓中含有負(fù)序分量。一組不對(duì)稱三相正弦量中，某一相的量為零，其各序分量不一定都為零。（二）練習(xí) 例-11 不對(duì)稱星形連接負(fù)載的各相組抗分別為ZA=3+