電路2課件-第十二章教案

第12章三相電重點(diǎn)

三相電路的基本概對(duì)稱三相電路的分不對(duì)稱三相電路的概三相電路的功三相電路是由三個(gè)頻率相同、振幅相同、相位彼此相差1200的正弦電動(dòng)勢(shì)作為供電電源的電路。發(fā)電方面：比單相電源可提高功率近輸電方面：比單相輸電節(jié)省鋼材近入負(fù)載；護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。以上優(yōu)點(diǎn)使三相電路在動(dòng)力方面獲得了廣泛應(yīng)用，是目前電力系統(tǒng)采用的主要供電方式。特特殊的電特殊的負(fù)特殊的連特殊的求解方12.112.1關(guān)于對(duì)稱三相電源的產(chǎn)生AYIoNZwCoSBXAYIoNZwCoSBX當(dāng)轉(zhuǎn)子以均勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在三相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，三相三相同步發(fā)電機(jī)將這個(gè)三相對(duì)稱電源作A B C ABC

uB(t) 2Ucos(tu(t) 2U

120o120o

一一、三相對(duì)稱電一般由3個(gè)等幅值、同頻率、初相依次相差1200壓源按一定方式連1.瞬時(shí)值表達(dá)u(t) 2UAA、B、C三端稱為始端X、Y、Z三端稱為末端 波波形UAU0o

2.三相電壓的相量表C2.三相電壓的相量表CB UBU120 UA 21120o21120o1j221120o1232Au3.三相對(duì)稱電源的特uAuBuCUAUBUCO相序的相序的實(shí)際意義：，如果相序反了，就會(huì)A 23正DACB 23反D4.對(duì)稱三相電源的相序：(如最大值)正序(順序)：A—B—C—負(fù)序(逆序)：A—C—B—CBBACA以以后如果不加說(shuō)星形聯(lián)接(Y聯(lián)接把三個(gè)繞組的末XYZ接在一起，把始端A,B,C引出+A +

端線（火線–A端線（火線 –A –

中性

–UB 端線（火線+ +端線（火線 B

+端線（火線+ UC UB

中性N三相四線

XYZ接在一起的點(diǎn)稱為Y聯(lián)接對(duì)端線(火線)：始端AB,C三端引出中線：中性點(diǎn)N引出線電線電壓：端線與端線間的UAB,

相電壓：每相電源的電

UA,

UB,

UB

U

U

A+AUAB–A+AUAB–ZCUCUBBN

U

U

UBUC

U

U

UCUUB

U

U

UAU

U

U

UBUC

U

U

UCU利用相量圖得到相電壓和線電壓之間的關(guān)系

2U

2U

sin60UAN

2U

oo

UAB

3UAN且UAB超前U33

同理

BN且U

超前UBN

3 3

U

U

3倍Ul

一般表示3UB 一般表示3 3 3 小結(jié)小結(jié)：對(duì)Y接法的對(duì)稱三相(1)相電壓對(duì)稱，則線電壓也對(duì)2)線電壓大(3)線電壓相位領(lǐng)先對(duì)(3)線電壓相位領(lǐng)先對(duì)應(yīng)相電壓

UABUAN UABUAN

oo

U

UUBN

UBN三角形聯(lián)接(聯(lián)接三個(gè)繞組始末端順序相AA A端線（火線

端線（火線UC

Z Y

端線（火線B

UC

端線（火線B++UB 端線（火線C

UB端線（火線 設(shè)UA

U0ooZAUZAUCAXUABCIBYBUBBICUBCC

Uo

UBU+ +

o

U

U

UCAUC即即：線電壓等于對(duì)應(yīng)的相電壓UAUBUCIUAUBUCI正確接正確接錯(cuò)誤接錯(cuò)誤接

UAI=0聯(lián)接電源中不會(huì)產(chǎn) 環(huán)流UAIU U

UB

I0I0接電源中將會(huì)產(chǎn)很大的環(huán)流V當(dāng)將一組三相電源連成三角形時(shí)，應(yīng)先不完全閉合，留下一個(gè)開(kāi)口，在開(kāi)口處接上一個(gè)交流電壓表，測(cè)量回路中總的電壓是否為零。如果電壓為零，說(shuō)明連接正確，然后再把V12.2相電三相電路的負(fù)載由三部分組成，其中每一部分叫做一相負(fù)載，三相負(fù)載也有星型和三角形二種聯(lián)接方式。 星形聯(lián)

三角形聯(lián)大小相

若三個(gè)負(fù)載都相等—

性質(zhì)相同,且

c=對(duì)稱三相電對(duì)稱三相負(fù)載的聯(lián)接星形和三角形負(fù)載星形聯(lián)接

ZINZ ZIB IC負(fù)載的相電壓

,

,

星形聯(lián)C相電流：流過(guò)每相負(fù)載的電C談?wù)勜?fù)談?wù)勜?fù)載星形接法及特點(diǎn)N

ZZiBN

iANZ相電流(負(fù)載上的電流相電流(負(fù)載上的電流線電流(火線上的電流 星形接法特點(diǎn)：相電流=線電 B

iN

iANpl

C

：零線電

iBN

NN線電壓=相線電壓=相電壓3

BN

,線電壓領(lǐng)先于相電壓AZNZBZBBC

C U CA

BNCN

303030

AB2.負(fù)載三角形聯(lián)接負(fù)載三角形聯(lián)接特點(diǎn)CC流過(guò)端線的電

,,流過(guò)每相負(fù)載的

,

, 線電流相電

A B CZZIC'ICIB'Z三角形聯(lián)IA

IBA CIB BAIBA

I II

I IC

C'

IB'A

I

IA'UA U UZ

IC' ZZZC +

I ICIB'IC

IA

IA’B’

IC’

IB

IB’C’

IA’IC

IC’A’

IB’C’IC'

I。II。IA'12II

A’B’

IC’IB'

_IC'_IIA

cos30

33 IIA A

3IAB且

A滯后

30同理IB

3IB'

I

滯后IB

IC

3IC'

I

滯后IC

即：線電流是相電流流滯后即：線電流是相電流流滯后相電流寫(xiě)成相量IA3倍，且線3IA’

IB

3I3

IC

3IC’3

負(fù)載三角形聯(lián)接線電流相電流的關(guān)系結(jié)論負(fù)載三角形聯(lián)接線電流相電流的關(guān)系結(jié)論線電壓＝相電

3倍，線電流相位對(duì)稱三相電路的計(jì)三相電路就是由對(duì)稱三相電源和三相負(fù)載聯(lián)接起來(lái)所電Y電Y負(fù)△電電 負(fù)△當(dāng)組成三相電路的電源和負(fù)載都對(duì)稱時(shí)，為對(duì)稱三相電路++ZZ

電源－導(dǎo)線－負(fù)–A–UBZNB–UCZCY0––UBAZZB–UCZC–A–UBZNB–UCZCY0––UBAZZB–UCZC++按電源和負(fù)載的不++三相四線三相四線+–Y–+++++ 對(duì)稱三相電路的計(jì)算三相電路的Y形連（以三相四線制Y0-Y0系統(tǒng)為例 線電流：流過(guò)火線的電UAN+ +

I

A’

IA,

,+UBN +

I ’B’

方向：由電負(fù)負(fù)相電流：流過(guò)每相負(fù)+–UCN +–

I

C’

(電源)的電

IA,

,線電流=

方向：由相電壓決UNN

(

ZZ1 如何計(jì)算相（如何計(jì)算相（線）電流先來(lái)UN’（用結(jié)點(diǎn)法定理P793-17題1UAN–AIA’UAN–AIA’UBNN–BIZ–UCNCICC’+++U

UB

阻抗模相阻抗模相等阻抗角相IA

Z

IB

Z

IC

ZZlUANUAN–AIA’UBNN–BIZ–UCNCICC’+++三相線電流也一定對(duì)稱(即：大小相等、初相位互差如：A相計(jì)算電+ I +

A后，據(jù)對(duì)–N

IA

I

IC

IAIANABCIANABCIIBA 中線不起作用，可拿掉—三相三線++++–UANAZlI UBNN–BIZ––UANAZlI UBNN–BIZ–UCNCZlIC’三相三線+電源電源聯(lián)U

U

Y接 UAB+–+–

B

U–N

UAB

NBU

UBCC

U

U

UBCCoUANUBN

U3 33U3

30oUCN

33

30oZZ負(fù)載負(fù)載YZZZZ假設(shè)電源是星形

例已知：對(duì)例已知：對(duì)稱三相電源線電壓為Z=6.4+j4.8，Zl求：負(fù)載Z的各相電壓、線電壓和電解畫(huà)出一相計(jì)算電則

3800ooUAN+ +

I

U

22030+–UBN +–

’ I ’B

I N

I

–’+ +Z負(fù)載線（相）電流Zo

I U

220 I Z

l220

30o

17.1

oIB17.1166.9 IC

17.146.9負(fù)載Z相電壓

IA

負(fù)載Z負(fù)載Z線電壓3UA’N’o

836

oUB’

136.8156.2

UC’

136.883.83 3

236.9oU

UC’

236.9113.8書(shū)例12-2對(duì)稱三相電路如圖已知：Z=19.2+j14.4Ω，ZL=3+j4Ω,對(duì)稱線電壓為求：負(fù)載端的線電壓和線電 、相電+

I _U_UU

IC' Z

IA'U

II

IB' 解：則

UU

38030V因三相負(fù)載對(duì)稱，只計(jì)算一相就行，需化成Y—Y電負(fù)載側(cè)—Y–U負(fù)載側(cè)—Y–UANAIZ'3N–UBNBIZ’–UCIZ’++

j4.8Ω則一相計(jì)算電路(A相

IA

+ UA +

I

Zl 3j46.4

’

17.143.2–

I

17.1163.2

IC

負(fù)載負(fù)載端線電壓：(從相電壓入手UA'

IAZ'

136.83則UAB'3

3根據(jù)對(duì)稱性 3根據(jù)對(duì)稱性

U

236.9

I UC'

– 若求負(fù)載端相電流，則需回到原圖若求負(fù)載端相電流，若求負(fù)載端相電流，+AIUAUNIC'ZZIA'C++UBIIIB'IA

3’3IA IA'B'

3

9.913.2I

9.9133.2

9.9106.8負(fù)載上相電壓=其線電壓=電源側(cè)線電+A+UA

I

IA' U U

IC' Z +

II B'I

IU U

UA’

38030

IA'B'Z

9.913.23IA3

A’

43.2小結(jié)（包括電源、負(fù)載）對(duì)稱Y

3倍,

即Ul

3U且線電壓超前相電壓線電流等于相電流IlI對(duì)稱△UlU線電流大小等于相電

3Il

3I且線電流滯后相電流對(duì)稱三相電路的一般計(jì)算方①將所有三相電源、負(fù)載都化為等值Y—Y接電路②連接各負(fù)載和電源中點(diǎn)，中線上若有阻抗可③畫(huà)出單相計(jì)算電路，求出一相的電壓、電流⑤由對(duì)稱性，得出其它兩相的電壓、電流例：如圖對(duì)稱三相電路，電源線電壓為cos1=0.6(感性)Z2j50ZN=1+j2求：線電流、相解：畫(huà)出一相計(jì)算圖（抗可不計(jì)

cosφ0.6,

' '+_ I AIA+

Z1

1053.16

j8Ω IA

Z2/

Z2'

3

j503

'I I'''AZ AZ2

N設(shè)U

38030o

+'I+'I'Z則U

o U

I Z1

o

22

A13.2

U

I

Z'

j50/'

j13.2oIAI

I

13.918.4根據(jù)對(duì)稱性，得根據(jù)對(duì)稱性，得B、C相的線電

13.9138.4ooIC13.9101.6第一組負(fù)載的相

'_+ I I'_+

IA

II 2253.1

I

II 22 I 2266.9 第二組負(fù)載的相（回到原電路

3IAB23

I

30oo

13.2120o +'+'I'II

13.20 ZI

13.2120 不對(duì)稱

電路參數(shù)（負(fù)載）不對(duì)稱情況很多對(duì)象：電源對(duì)稱，負(fù)載不對(duì)稱(低壓電力網(wǎng)分析方法不能抽單相（不能三相歸一）重點(diǎn)了解：中性點(diǎn)位三相三相負(fù)載Za、Zb、Zc不相 UN'

UAN

ZaUBN

ZbUCN/Zc 1/Za1/Zb1/Zc負(fù)載各相電壓： UAN'UANU UBN'UBNU

UC+A+

UCNUZ

N

UAN

S斷

BC

UBN

相量圖負(fù)載中點(diǎn)相量圖UBN

N

+A+UAN

cC為解決中性點(diǎn)位移，采用加中線的辦法當(dāng)N—N’有中線（閉合開(kāi)關(guān)S）時(shí)UAN

ZaUBN

ZbUCN/Zc

UN'N

1/

1

Zb1/Zc

IN

I

IB

IC歸納總結(jié)負(fù)載不對(duì)稱Y接又無(wú)中線時(shí)， 當(dāng)S閉合，即負(fù)載不對(duì)稱Y接但有中線時(shí)中線的作用

強(qiáng)迫

N’ ，中線不能斷開(kāi)ABC問(wèn)△接負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，有無(wú)上述Y接無(wú)中 + +UB + ++B–UC +B由于負(fù)載做△接時(shí)，線電壓=相電壓，所以例ZZ解解

如圖電路中，電源三相 對(duì)稱。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)Z電流表的讀數(shù)均為開(kāi)關(guān)S打開(kāi)后，電流表A2中的電流與負(fù)載對(duì)稱時(shí)的電流相同（線電流）。而A1、A3中的電流相當(dāng)電流表A2的讀數(shù)電流表A1、A3的讀數(shù)5

3應(yīng)用實(shí) 照明電路（選講：照明電路能否采用三相三線制供電方式A一層N

二層BC

三層問(wèn)題1：若一樓全部斷開(kāi)，二、三樓仍然接通情況如何分析開(kāi)后，B、C兩相串連，

一層

電壓C（0）加在負(fù)載上。如果兩相負(fù)載對(duì)稱，則每相負(fù)載上的電壓為19。

二層

三層結(jié)果：二、三樓電燈全部變暗，不能正常工問(wèn)題2：若一樓斷開(kāi)，二、三樓接通。但兩層樓燈的數(shù)量不等（設(shè)二樓燈的數(shù)量為三層的1/4）結(jié)果如何？分析 UR3

38054

76VR2RBUR2

380

304VC結(jié)果：二樓燈泡上的電壓超過(guò)額定電壓，燈泡被燒毀；三樓的燈不亮。問(wèn)題3問(wèn)題3AACB結(jié)結(jié)果：超過(guò)燈泡的額定電壓，燈泡可能燒應(yīng)用實(shí) 照明電正確接法互并聯(lián)，然分別接至各

一層N

二層B

三層則每盞燈上都可則每盞燈上都可得到額定的工作電壓UP

220照明電路的一般畫(huà)法.. .. ..N 零線上不能刀閘和保負(fù)載不對(duì)稱而又沒(méi)有中線時(shí)，負(fù)載上可能得到大小不等的電壓，有的超過(guò)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，相三相制供電，而且必須保證零線工作可靠。12.512.5復(fù)功率（complex

單相

SPUPIP

三相

3UPIP平均功率（average單相：PP 三相：P=3PP=無(wú)論負(fù)載那種接法，總有三相總功率

3UP

IP

ILP3UPIPcosφ 3UlIlPP3UPIPcosφ UlIl注意 為相電壓與相電流的相位差角(阻抗角)，不 cos功率因數(shù)：cos=cosB=cosC=cos3Q3Q=QA+QB+QC=QQ3UpIpsinφ 3UlIlSP2Q23U 3U 4視在功率功功率因數(shù)也可定義為cos