電路與電子技術(shù)第4章

4.1三相電源4.2三相電源的連接4.3三相負(fù)載的連接4.4三相電路的功率三相交流電路第4章引言

目前電力工程上普遍采用三相制供電，由三個(gè)幅值相等、頻率相同（我國(guó)電網(wǎng)頻率為50HZ），彼此之間相位互差120o的正弦電壓所組成的供電相系統(tǒng)。三相制供電比單相制供電優(yōu)越

在發(fā)電方面：三相交流發(fā)電機(jī)比相同尺寸的單相交流發(fā)電機(jī)容量大。

在輸電方面：如果以同樣電壓將同樣大小的功率輸送到同樣距離，三相輸電線比單相輸電線節(jié)省材料。

在用電設(shè)備方面：三相交流電動(dòng)機(jī)比單相電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、運(yùn)行特性好等等。因而三相制是目前世界各國(guó)的主要供電方式。4.1

三相電源4.1.1三相電源的產(chǎn)生4.1.2三相電源的表示三相交流發(fā)電機(jī)主要組成部分：磁極三相繞組n單相繞組（是轉(zhuǎn)動(dòng)的，亦稱轉(zhuǎn)子）三相繞組的三相電動(dòng)勢(shì)幅值相等,頻率相同,彼此之間相位相差120°。+++–+SN鐵心繞組–+SN–+SN–+SN–+SN–+SN–+SN–+SN4.1.1三相電源的產(chǎn)生電樞（是固定的，亦稱定子）：定子鐵心內(nèi)圓周表面有槽，放入三相電樞繞組。4.1.2三相電源的表示

三相電源是由三相發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的頻率相同、幅值相等、相位互差120°的三相對(duì)稱正弦電壓。Um–Umt02u1u3u2

三相交流電壓出現(xiàn)正幅值（或相應(yīng)零值）的順序稱為相序。在此相序?yàn)?-2-3-1稱為順相序。在電力系統(tǒng)中一般用黃、綠、紅區(qū)別1、2、3三相。也可用相量表示：120°U1?U3?U2?120°120°三相電壓相量圖對(duì)稱正弦量特點(diǎn)為：

頻率相同、幅值相等、相位互差120°的三相電壓稱為對(duì)稱正弦電壓。4.2

三相電源的連接4.2.1Y形聯(lián)接4.2.2

Δ形聯(lián)接4.2.1Y形聯(lián)接N中點(diǎn)或零點(diǎn)N

把發(fā)電機(jī)三相繞組的末端聯(lián)接成一點(diǎn)。而把始端作為與外電路相聯(lián)接的端點(diǎn)。這種聯(lián)接方式稱為電源的星形聯(lián)接。火線中線(零線)火線火線線電壓相電壓目前，我國(guó)供電系統(tǒng)線電壓380V，相電壓220V。

三相四線制NN線、相電壓關(guān)系式相量圖U1?U3?U2?30o30o30o

線電壓的有效值用表示,相電壓的有效值用Up表示。由相量圖可知它們的關(guān)系為:4.2.2

Δ形聯(lián)接

發(fā)電機(jī)三相繞組依次首尾相聯(lián)，引出三條線，稱為三角形聯(lián)接。4.3

三相負(fù)載的連接4.3.1Y形聯(lián)接4.3.2

Δ形聯(lián)接交流電路中的用電設(shè)備，大體可分為兩類：

一類是需要接在三相電源上才能正常工作的叫做三相負(fù)載,如果每相負(fù)載的阻抗值和阻抗角完全相等，則為對(duì)稱負(fù)載，如三相電動(dòng)機(jī)。

另一類是只需接單相電源的負(fù)載，它們可以按照需要接在三相電源的任意一相相電壓或線電壓上。對(duì)于電源來(lái)說(shuō)它們也組成三相負(fù)載，但各相的復(fù)阻抗一般不相等，所以不是三相對(duì)稱負(fù)載。如照明燈。4.3.1Y形聯(lián)接Ni2i3iNi1N每相負(fù)載中的電流為:

中性線中的電流為:若負(fù)載對(duì)稱，即U1?U3?U2?I3?I1?I2?對(duì)稱負(fù)載相量圖對(duì)稱負(fù)載可以去掉中線。三相交流電動(dòng)機(jī)

如果三相負(fù)載對(duì)稱,中線中無(wú)電流,故可將中線除去,而成為三相三線制系統(tǒng)。

如果三相負(fù)載不對(duì)稱,中線上就有電流IN通過(guò),此時(shí)中線是不能被除去的,否則電氣設(shè)備不能正常工作。解:相電壓選為參考相量,則:i2i3iNi1NN

例在如圖（a）所示的三相四線制電路中,線電壓U=380V,試求各相負(fù)載電流及中線電流?！ぶ芯€電流為

例圖中電源電壓對(duì)稱，線電壓U=380V，負(fù)載為電燈組，每相電燈（額定電壓220V）負(fù)載的電阻400。試計(jì)算：求負(fù)載相電壓、相電流；(2)如果1相斷開時(shí)，其他兩相負(fù)載相電壓、相電流；(3)如果1短路時(shí)，其他兩相負(fù)載相電壓、相電流；(4)如果采用了三相四線制，當(dāng)1相斷開、短路時(shí)其他兩相負(fù)載相電壓、相電流。i2i3i1NN

解：（1）負(fù)載對(duì)稱時(shí)，可以不接中線，負(fù)載的相電壓與電源的相電壓相等（在額定電壓下工作）。(2)如果1相斷開時(shí)，其他兩相負(fù)載相電壓、相電流；i2i3i1N(3)如果1短路時(shí)，其他兩相負(fù)載相電壓、相電流；

超過(guò)了的額定電壓，燈將被損壞。(4)如果采用了三相四線制，當(dāng)1相斷開、短路時(shí)其他兩相負(fù)載相電壓、相電流。

因有中線，其余兩相未受影響，電壓仍為220V。但1相短路電流很大將熔斷器熔斷。

中線上不允許接開關(guān)或熔斷器中線的作用是什么？i2i3i1N4.3.2

Δ形聯(lián)接每相負(fù)載中的電流為:各線電流為:若負(fù)載對(duì)稱，即I1?I2?I3?I31?I12?I23?U12?U31?U23?對(duì)稱負(fù)載相量圖

例如圖所示的三相三線制電路中,各相負(fù)載的復(fù)阻抗Z=(6+j8)Ω,外加線電壓380V,試求正常工作時(shí)負(fù)載的相電流和線電流。i2i3i1式中,每相阻抗為：則線電流為：解：由于是對(duì)稱電路,

所以每相相電流為：三相負(fù)載采用何種聯(lián)接方式由負(fù)載的額定電壓決定。當(dāng)負(fù)載額定電壓等于電源線電壓時(shí)采用三角形聯(lián)接；當(dāng)負(fù)載額定電壓等于電源相電壓時(shí)采用星形聯(lián)接。注意4.4

三相電路的功率4.4.1

有功功率4.4.2無(wú)功功率4.4.2視在功率4.4.1

有功功率三相總的有功功率等于各相功率之和。當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)，三相總功率為當(dāng)對(duì)稱負(fù)載是星形聯(lián)接時(shí)，當(dāng)對(duì)稱負(fù)載是三角形聯(lián)接時(shí)，是相電壓與相電流的相位差角對(duì)稱不論負(fù)載是何種聯(lián)接方式總功率為：是相電壓與相電流的相位差角4.4.2無(wú)功功率

三相總的無(wú)功功率等于各相功率之和。當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)，三相總功率為:4.4.2視在功率當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)，三相總功率為:三相總的視在功率

例三相對(duì)稱負(fù)載Ｚ＝(６＋ｊ８)Ω,接在３８０Ｖ線電壓上,試求負(fù)載為星形（Ｙ）接法和三角形（△）接法時(shí),三相電路的總有功功率。i2i3Ni1N解：則三相總功率為：（1）Ｙ接（2）△接i2i3i1注意：在電源電壓不變時(shí),同一負(fù)載由星形改接為三角形聯(lián)接時(shí),功率增加到原來(lái)的3倍。4.5

安全用電4.5.1

觸電及觸電類型4.5.2觸電電流對(duì)人體危害程度4.5.3觸電保護(hù)4.5.4觸電急救電工安全操作規(guī)程電氣安全工作基本要求：一、建立健全規(guī)章制度二、配備管理機(jī)構(gòu)和管理人員三、進(jìn)行安全檢查四、加強(qiáng)安全教育五、組織事故分析六、安全資料電工：特種作業(yè)人員4.5.1

觸電及觸電類型1.觸電2.電流對(duì)人體的傷害分類

電擊：電流對(duì)人體內(nèi)部組織的傷害，是最危險(xiǎn)的一種。85%以上的觸電死亡事故是電擊造成。按發(fā)生電擊時(shí)電氣設(shè)備的狀態(tài)，電擊分為：*直接接觸電擊（正常狀態(tài)下電擊）*間接接觸電擊（故障狀態(tài)下電擊）電傷：由電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)等效應(yīng)對(duì)人造成的傷害。*電燒傷*皮膚金屬化*電烙印*機(jī)械性損傷*電光眼如：3.觸電方式（1）單相觸電

人體直接接觸帶電設(shè)備其中一相時(shí)，電流流過(guò)人體流入大地，這種觸電現(xiàn)象叫做單相觸電。U=220V（2）兩相觸電

人體兩處同時(shí)觸及兩相帶電體，稱為兩相觸電。U=380V單相觸電兩相觸電直接接觸電擊：（1）跨步電壓觸電間接接觸電擊：（2）接觸電壓觸電（3）感應(yīng)電壓觸電（4）剩余電荷觸電圖跨步電壓觸電4.5.2觸電電流對(duì)人體危害程度1.電流對(duì)人體的危害造成觸電傷亡的主要因素一般有以下幾方面：1．通過(guò)人體電流的大小。2．通電時(shí)間的長(zhǎng)短。3．電流通過(guò)人體的途徑。4．電流的種類。5．觸電者的健康狀況。4.5.4觸電急救1、脫離電源五個(gè)字：拉、切、挑、拽、墊觸電救護(hù)思考:（1）如觸電者處于高空時(shí)時(shí)要預(yù)防什么？

（2）如電流通過(guò)觸電者入地且觸電者手握電線時(shí)怎么辦？

（3）剪斷電線時(shí)最好分相剪斷還是一次剪斷？2、現(xiàn)場(chǎng)急救（1）應(yīng)急處理平躺呼吸、心跳判定（看、聽、試）

（2）心肺復(fù)蘇法通暢氣道人工呼吸胸外按壓

小結(jié)第4章

1.在電力系統(tǒng)中三相電源是頻率相同、幅值相等、相位互差120°的三相對(duì)稱正弦電壓，一般用黃、綠、紅區(qū)別1、2、3三相。

2.星形聯(lián)接的電源

3.在低壓配電系統(tǒng)中，通常采用