畢業(yè)設(shè)計(jì)外文原文+翻譯(電力系統(tǒng))

河南理工大學(xué)HENANPOLYTECHNICUNIVERSITY英文文獻(xiàn)翻譯Englishliteraturetranslation學(xué)院： 電氣工程與自動化學(xué)院專業(yè)班級：電氣11-4班姓名：宋家鵬學(xué)號：311008001120指導(dǎo)老師：汪旭東2014年6月5日河南理工大學(xué)HENANPOLYTECHNICUNIVERSITY河南理工大學(xué)HENANPOLYTECHNICUNIVERSITY.5 對稱三相電路在這一部分，我們介紹三相對稱電路的一下幾個(gè)話題：Y連接，相電壓，線電壓，線電流，△形連接負(fù)荷，△-Y變換，以及等效的相圖。c Cb Bc Cb B圖2-10三相Y連接電源帶Y連接對稱負(fù)荷電路圖對稱Y連接圖2-10顯示的是一個(gè)三相Y連接電源帶Y連接對稱負(fù)荷電路圖。對于Y連接電路，每個(gè)相的中性點(diǎn)是連接起來的。在圖2-10中電源中性點(diǎn)標(biāo)記的是n,而負(fù)載中性點(diǎn)標(biāo)記的是N。把三相電源假設(shè)為理想電源，即阻抗忽略不計(jì)。同時(shí)，電源和負(fù)載之間線路阻抗，中性點(diǎn)n與N之間的線路阻抗也可忽略不計(jì)。 三相負(fù)荷是對稱的，意味著三相之中任意兩相間的阻抗是相同的。對稱相電壓在圖2-10中，三相電源的終端唄標(biāo)記為a、b、c,電源相電壓標(biāo)記為Ean,Ebn,Ecn,當(dāng)電源的三相電壓有相同的幅度，任意兩相之間互差120度角時(shí)，電源是對稱的。當(dāng)以Ean作為參考相量時(shí)，相電壓的幅值是10V,對稱三相相電壓如下所示：(2.5.1)Ean=100(2.5.1)Ebn10 120 10 240Ecn10 120 10 240cn

EanEan圖2-11以Ean作為參考的對稱正序相電壓向量圖當(dāng)Ean超前Ebn120度，Ebn超前E5以120度角時(shí)，此時(shí)的相序稱為正相序或者abc相序。當(dāng)Ean超前Ecn120度，E5超前Ebn以120度角時(shí)，此時(shí)的相序稱為負(fù)相序或者acb相序。公式2.5.1的電壓為正相電壓，因?yàn)镋an超前Ebn120度。相應(yīng)的向量圖見圖2-11。對稱線電壓電壓Eab,Ebc,Eca稱為線電壓。在圖2-10中的線路a、b之間列一個(gè)KVL方程如下；abEanEabEanEbn(2.5.2)對于式2.5.1中的相電壓:Eab10010120abEab10010120abab'310十1010，^

2,31030(2.5.3)同理可得，線電壓Ebc,Eca為：EbcEbnEcn10 120 10 120 7310 90 (2.5.4)EcaEcnEan10 120 100 J310150 (2.5.5)式（2.5.3）到式（2.5.5）的線電壓也是對稱的，因?yàn)樗鼈冇邢嗤碾妷悍?（10）volts和任意兩相的120度相角差。比較以上線電壓和式（2.5.1）的線電壓，得出以下結(jié)論:

在一個(gè)對稱y形連接的三相正序電源電路中，線電壓是相電壓的通倍，并超前相電壓120度角，也就是說(2.5.6)TOC\o"1-5"\h\zEab ，3Ean 30(2.5.6)Ebc 3Ebn 30Eca ,3Ecn 30這是由圖2-12總結(jié)出的一個(gè)非常重要的結(jié)論。在圖2-12(a)中，每一個(gè)相量都起始于向量圖的起點(diǎn)。在圖2-12(b)中，線電壓組成了與系統(tǒng)中a,b,c,相相對應(yīng)的以a,b,c為頂點(diǎn)的等邊三角形。相電壓起于三角形的頂點(diǎn) ，止于三角形的中心點(diǎn)，三角形的中點(diǎn)被標(biāo)記為n。同時(shí)，圖2.12(b)中的三角形頂點(diǎn)標(biāo)為abc也就意味著電壓為正序電壓。在兩個(gè)圖中， Ean均為參考電壓。然而，這兩個(gè)圖都可以被旋轉(zhuǎn)以適應(yīng)任何一個(gè)電壓作為參考相量。圖2.12中的線電壓組成了一個(gè)閉合三角形，他們的向量和為零。實(shí)際上,因?yàn)檫@些電壓圍繞線路a,相電壓之和Ean+Ebn+Ecn線電壓和Eab+因?yàn)檫@些電壓圍繞線路a,相電壓之和Ean+Ebn+Ecn為零c(b)電壓三角形圖2.12正序三相Y形連接系統(tǒng)相電壓和相線電壓

對稱線電流在圖2-10中，因?yàn)閺碾娫吹截?fù)載的中性線的阻抗忽略不計(jì)，所以n與N之間是同電位的，即EnN=00因此每一相都可以列一個(gè)單獨(dú)的KVL方程，經(jīng)觀察，線電流為：IaIbIcEan/ZyEbn/ZyEcn/Zy(2.5.7IaIbIcEan/ZyEbn/ZyEcn/Zy(2.5.7)例如，如果每一相負(fù)載阻抗Zy=230,那么Ia10IbIb23010 12023010 1203015023090線電流也是對稱的，因?yàn)樗鼈兎迪嗤紴?A,且任意兩相相差120度。圖(2.5.9)(2.5.10)(2.5.9)(2.5.10)2-10中的中性點(diǎn)電流可以通過中性點(diǎn)N出列KCDjt得:In=Ia+Ib+Ic由式(2.5.8)的線電流可得：In=5 30+5 150+590、、.3-j1 -3-j1In=5--+5——-+j5=0

2 2圖2-13對稱三相系統(tǒng)線電流向量圖線電流向量圖見圖2.13。因?yàn)檫@些線電流組成一個(gè)閉合三角形，它們的和，也就是所謂的中性點(diǎn)電流，為零。一般來說，任意三相對稱矢量和為零，因?yàn)閷ΨQ矢量組成了一個(gè)閉合三角形。因此，雖然中性線阻抗設(shè)為零，只要系統(tǒng)是對稱的，不論中性線阻抗是為零還是為 ，中性點(diǎn)電流為零。當(dāng)電源電壓，負(fù)載阻抗，或是線路阻抗不對稱時(shí)，也就是所謂的系統(tǒng)不對稱時(shí)，此時(shí)，在中性點(diǎn) n與N之間將會有中性點(diǎn)電流1n流過，即線電流不對稱。對稱連接負(fù)載圖2-14是一個(gè)Y連接電源帶動一個(gè) 負(fù)載的電路圖。對于對稱 連接，見圖2-14,相同的負(fù)載阻抗組成了一個(gè)三角形，三角形的頂點(diǎn)代表母線，標(biāo)為 A,B,C。 形連接沒有中性線。因?yàn)閳D2-14忽略了導(dǎo)線阻抗，所以電源線電壓等于負(fù)載線電壓，所以形連接的負(fù)載電流1AB,IBC,1cA分別為:IABEab/ZIbc Ebc/Z (2.5.11)Ica EcaZ比如，如果線電壓由式(2.5.3)-(2.5.5)給出，Z=530 ,所以負(fù)載電流為:圖2-14Y連接電源帶 連接負(fù)載電路圖=3.46410-90530=3.46410150530=3.4640A-120A+120A=3.46410-90530=3.46410150530=3.4640A-120A+120A(2.5.12)而且，線電流也可由每個(gè) 形負(fù)載KCL方程求得，如下所示:L=Iab-Ica=3.4640-3.464-120=33.464-30Ib=IBC-IAB=3.464 120-3.4640=.33.464-150 (2.5.13)Ic=Ica-Ibc=3.464120-3.464-120=J33.464 90式（2.5.12）和式（2.5.13）所求出的線電流都是對稱的。因此對稱 形負(fù)載的線電流和（Iab+Ibc+Ica）等于零。即使系統(tǒng)是不對稱的，由于沒有中性線，線電流和（1a+Ib+Ic）恒為零。比較式（2.5.12）和式（2.5.13）得出以下結(jié)論：對于一個(gè)對稱正序電源帶對稱 形負(fù)載電路，流入負(fù)載的相電流是 形負(fù)載線電流的J3倍且滯后于30o也就是說：Ia=3Iab-30Ib=>/3IBC-30 （2.5.14）Ic=3Ica-30--30I--30Ib IBC L圖2.15對稱 形負(fù)載線電流相電流向量圖

(a)對稱形負(fù)載A一.(b)等效對稱Y(a)對稱形負(fù)載A一.2.16對稱負(fù)載 -Y變換對稱負(fù)載-Y變換圖2.16顯示的是一個(gè)對稱 向Y形負(fù)載的變換。如果電壓一定，從終端A,B,C端子看， 形電路和Y形電路的電路是相等的。對于Ia、3iab30、,既30對于Y形連接：IEan30 Eab 30IA Zy 一丁形負(fù)載：(2.5.15)(2.5.16)比較式(2.5.15)和式(2.5.16)可以得出，對于 和Y形連接，要使兩個(gè)電流I形負(fù)載：(2.5.15)(2.5.16)ZY— (2.5.17)3而且，當(dāng)ZyZ/3且負(fù)載對稱時(shí)，對于 和Y形連接，IB和1c也相等。因此把形負(fù)載的阻抗除以3就可以把一個(gè) 形負(fù)載電路轉(zhuǎn)化為一個(gè)相應(yīng)的Y形 …一 一 一Z3Z、,負(fù)載電路。形負(fù)載和Y形負(fù)載阻抗的阻抗角是相同的。同樣的，應(yīng)用ZZ可以吧一個(gè)Y形電路轉(zhuǎn)化為一個(gè)Y形電路例2.4對稱和Y形負(fù)載一個(gè)對稱正序Y形連接電源，Eab=一個(gè)對稱正序Y形連接電源，Eab=4800V,帶一個(gè)形負(fù)載，Z=30400電源盒線路之間的線路阻抗ZL=185。計(jì)算：線電流、 形負(fù)載線電流以及負(fù)載電壓。cZLC—KIAAC0EbnanZlZycZLC—KIAAC0EbnanZlZyNZYZyZl=185■bi.a4凡/- 一IB圖2-17例2.4電路圖解：很容易得出如下解：首先轉(zhuǎn)換形負(fù)載到等效的Y形負(fù)載電路，然后用一個(gè)零阻抗導(dǎo)線連接電源中性點(diǎn)和負(fù)載中性點(diǎn)，因?yàn)樵趯ΨQ系統(tǒng)中In=0,所以中性線的連接對電路無影響。所得的電路見圖2-17,所以，線電流為：EanZl Zy480 30、.330180 403277.1-30(0.0872+j0.9962+(7.660+j6.428)277.1-30

(7.748+j7.424)277.1-30 =25.83-73.78A10.7343.78(2.5.18)IB25.83166.22IC25.8346.22形負(fù)載電流為:Ia 25.83Iab=W+30= 3(-73.78 30)14.91 43.78AIbc14.91163.78A(2.5.19)Ica14.9176.22A負(fù)載電壓為:IAB(3040)(14.91 43.78)447.33.78EBC447.3123.78(2.5.20)IAB(3040)(14.91 43.78)447.33.78EBC447.3123.78(2.5.20)ECA447.3116.22voltsZL=185Eab=480-30,3ACnEab=480-30,3ACnZy=1040Neutralwire圖2-18例2.4等效單相電路圖等效單相電路圖當(dāng)分析對稱三相電路時(shí)，只需分析一個(gè)單相電路。形負(fù)載可以等效到Y(jié)形負(fù)載電路電源中性點(diǎn)都可以在不影響結(jié)果的情況下， 用一個(gè)零阻抗中性線連接到負(fù)載中性點(diǎn)。然后分析單相電路即可得出結(jié)果。另外兩相的電壓和電流與這一項(xiàng)大小相等，角度互差 120度。圖2-18就是例2.4的一個(gè)單相等效電路。2.6對稱三相電路的功率在這一部分，我們討論對稱三相發(fā)電機(jī)和電動機(jī)帶對稱 形負(fù)載和Y形負(fù)載時(shí)的瞬時(shí)功率和復(fù)功率。瞬時(shí)功率：對稱三相電動機(jī)cc(2.6.2)(2.6.2)a相瞬時(shí)功率為：(2.6.3)W圖2.19Y形連接發(fā)電機(jī)圖2-19顯示的是三相阻抗大小相等的Y形連接的三相電動機(jī)。假設(shè)電動機(jī)在對稱穩(wěn)態(tài)下工作，則電動機(jī)的瞬時(shí)終端電壓為：Vant T2Vlncos(t)volts (2.6.1)a相瞬時(shí)電流為：iat.2ILcos(t)A其中VLN是相電壓有效值，Il是線電流有效值，則發(fā)電機(jī)Pat Vantiat 2VlnILCOS(t)COS(t)VlnILcos()VlnILcos(2t)假設(shè)在對稱系統(tǒng)中，則b和c相電壓和電流和a相有相同的幅值，角度互差120度。因此b相瞬時(shí)功率為:

Pbt 2VLNILPbt 2VLNILcos(VlnIlcos(c相瞬時(shí)功率為：Pct 2VlnILcos(VlnIlcos(t 120)cos(t)VlnILcos(2tt 120)cos(t)VlnIlcos(2t120)240)120)240)(2.6.4)W(2.6.5)W總的瞬時(shí)功率是三相瞬時(shí)功率之和，利用式(2.6.3)-(2.6.5)的:P3tPatPbtPct(2.6.6)3VlnIlcos()VlnIlcos(2t)VlnIlcos(2t 240)(2.6.6)VlnVlnIlcos(2t240)W式（2.6.6）中的三個(gè)cosine可以用一個(gè)對稱的三相系統(tǒng)來表示。因此，對3VLNILcos( )W(2.6.7)3VLNILcos( )W(2.6.7)的相電壓VLN可以用線電壓VLL來代替，故?LILcos()W (2.6.8)TOC\o"1-5"\h\zP3t P3在三相對稱系統(tǒng)中，式（2.6.7）式（2.6.7）可以改寫為：VlnVll/V3和 P3觀察室（2.6.8）得出以下結(jié)論；在三相對稱系統(tǒng)中，三相發(fā)電機(jī)的瞬時(shí)總功率不是時(shí)間的函數(shù)，而是一個(gè)常值，且p3t P3。在對稱穩(wěn)態(tài)條件下，三相電機(jī)的總J舜時(shí)功率也是一個(gè)常值。圖2-19翻轉(zhuǎn)電流流向而不是留下正極性端子，也可以代表一個(gè)三相電機(jī)。式（2.6.1）-（2.6.8）不僅可以表示發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率，也可以表示電動機(jī)吸收的功率。這些方程對對稱三相阻抗負(fù)載的瞬時(shí)功率也是適用的。復(fù)功率：對稱三相發(fā)電機(jī)式（2.6.1）和式（2.6.2）中電壓和電流的相量表示為:Van VlnvoltsVan VlnvoltsIaIl(2.6.9)(2.6.10)電機(jī)a相的復(fù)功率為：*(2.6.11)SaVanIaVLNIL(2.6.11)VlnIlcos( ) jVL"LSin(在系統(tǒng)平衡的條件下，b在系統(tǒng)平衡的條件下，b相和c相的復(fù)功率是相同的,故三相的總復(fù)功率為:(2.6.12)(2.6.12)(2.6.13)(2.6.14)(2.6.15)(2.6.16)S3 SaSbSc3Sa3VlnIl3VlnILcos( )j3VLNILSin()計(jì)及總的有功功率和無功功率：S3 P3 jQ3P3 ReS3 3VLNILcos()\3VLLILcos( )WQ3 ImS 3VLNILSin(),3VLLILsin( )var視在功率為：S3 S3 3VlnIlT3VllIlva復(fù)功率：對稱三相電機(jī)前面所述的三相發(fā)電機(jī)吸收的復(fù)功率、有功功率、無功功率和視在功率對于三相電機(jī)所吸收的復(fù)功率、有功功率、無功功率和視在功率都適用。復(fù)功率：對稱形和Y形阻抗負(fù)載式（2.6.13）至I（2.6.16）也適用于對稱形和Y形阻抗負(fù)載。對于Y形阻抗負(fù)載，通過a相負(fù)載阻抗的線電壓和流入負(fù)載阻抗的電流可以用式（2.6.9）和（2.6.10）來表示。式（2.6.11）至I（2.6.16）可以表示對稱Y形阻抗負(fù)載所吸收的功率。對于對稱 形負(fù)載，通過a相到b相的負(fù)載阻抗的線電壓和和流入正極端子的負(fù)載阻抗的電流為:VabVLLvolts(2.6.17(2.6.18(2.6.18)相間的負(fù)載阻抗(2.6.19)(2.6.20)(2.6.21)(2.6.22)(2.6.23)且IL品。(2.6.24)(2.6.16)是相ab其中Vll是線電壓的有效值，I是負(fù)載電流的有效值。a-b吸收的復(fù)功率為：*SabVabIabVLLI形負(fù)載阻抗吸收的總的復(fù)功率為：S3SabSbcSCa3'VllI3VllIcos()j3VLLIsin()計(jì)及總的有功功率和無功功率：S3 P3 jQ3F3 ReS3 3VllIcos()、.3VllIlcos( )WQ3 ImS3 3VllIsin()、，3VLLILsin()var其中式(2.6.22)和(2.6.23)的I就是形負(fù)載的線電流，同時(shí)，總的視在功率為：S3 S3 3VllI V3vllilva形負(fù)載的方程(2.6.21)-(2.6.24)和式(2.6.13)-同的2.7 平衡三相系統(tǒng)對比與單相系統(tǒng)的優(yōu)勢Zl圖2-20三個(gè)單相系統(tǒng)圖2-20顯示的是三個(gè)分開的單相系統(tǒng)。每個(gè)單相系統(tǒng)由以下相同的幾部分構(gòu)成：（1）一個(gè)由電壓源代表的發(fā)電機(jī)和一個(gè)發(fā)電機(jī)阻抗Zg;（2）送電導(dǎo)體和g回流導(dǎo)體由連個(gè)線路阻抗ZL代替；（3）一個(gè)由阻抗ZY代替的負(fù)載。三個(gè)單相系統(tǒng)，雖然被完全分開了，但是仍然被畫成一個(gè)Y形來說明三相系統(tǒng)的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。每一個(gè)單向系統(tǒng)都要求送電導(dǎo)體和回流導(dǎo)體有一個(gè)等于或大于負(fù)載電流的電流容量。然而，如果圖2-20中的中性點(diǎn)被連接起來組成一個(gè)三相系統(tǒng)，如果電源電壓是對稱的即幅值相等任意兩相互差120度，此時(shí)的中性線電流為零，那么中性線也可以被移除了。因此，對于三相對稱系統(tǒng)，當(dāng)傳輸同樣的功率到負(fù)載2阻抗Zy時(shí)，三相系統(tǒng)僅需要對比與單相