chapter4第4章三相電路

會計學1chapter4第4章三相電路

圖4.1.1三相交流發(fā)電機示意圖4.1

三相電壓1.三相電壓的產(chǎn)生工作原理：動磁生電(尾端)+eAeBeCXABYCZ(首端)++––

–++__eeAX?

圖4.1.2三相繞組示意圖圖4.1.3電樞繞組及其電動勢定子轉(zhuǎn)子ZAXYNSC-+B???第1頁/共42頁三相電動勢瞬時表示式相量表示鐵心（作為導磁路經(jīng)）三相繞組匝數(shù)相同空間排列互差120:直流勵磁的電磁鐵定子轉(zhuǎn)子發(fā)電機結(jié)構(gòu)第2頁/共42頁相量圖波形圖e0eAeBeC2120°240°360°相量表示EBEA..120°120°120°EC.三相電動勢瞬時表示式第3頁/共42頁對稱三相電動勢的瞬時值之和為0三相交流電到達正最大值的順序稱為相序。最大值相等頻率相同相位互差120°稱為對稱三相電動勢三個正弦交流電動勢滿足以下特征供電系統(tǒng)三相交流電的相序為A

B

C第4頁/共42頁2.三相電源的星形聯(lián)結(jié)(1)聯(lián)接方式中性線(零線、地線)中性點端線(相線、火線)在低壓系統(tǒng),中性點通常接地，所以也稱地線。相電壓：端線與中性線間（發(fā)電機每相繞組）的電壓線電壓：端線與端線間的電壓、Up–+–++–、UlXYZNBCAeA+–eC+–eB+––+–+–+第5頁/共42頁(2)

線電壓與相電壓的關(guān)系根據(jù)KVL定律由相量圖可得相量圖30°AXYZNBCeA+–eC+–eB+–+–+–+––+–+–+第6頁/共42頁同理3.三相電源的三角形聯(lián)結(jié)–++–+BAC–第7頁/共42頁4.2負載星形聯(lián)結(jié)的三相電路三相負載不對稱三相負載：不滿足ZA=ZB

=

ZC

如由單相負載組成的三相負載對稱三相負載：ZA=ZB=

ZC

如三相電動機1.三相負載分類單相負載：只需一相電源供電

照明負載、家用電器負載三相負載：需三相電源同時供電

三相電動機等三相負載的聯(lián)接

三相負載也有Y和兩種接法，至于采用哪種方法，要根據(jù)負載的額定電壓和電源電壓確定。第8頁/共42頁三相負載連接原則

（1）電源提供的電壓=負載的額定電壓；

（2）單相負載盡量均衡地分配到三相電源上。AB電源C保險絲三相四線制380/220伏N

額定相電壓為220伏的單相負載

額定線電壓為380伏的三相負載第9頁/共42頁2.負載星形聯(lián)結(jié)的三相電路線電流：流過端線的電流相電流：流過每相負載的電流結(jié)論：負載Y聯(lián)結(jié)時，線電流等于相電流。Y:三相三線制Y0：三相四線制(1)聯(lián)結(jié)形式+ZBZCZAN'N++–––N電源中性點N′負載中性點第10頁/共42頁(2)負載Y聯(lián)結(jié)三相電路的計算1)負載端的線電壓＝電源線電壓2)負載的相電壓＝電源相電壓3)線電流＝相電流Y

聯(lián)結(jié)時：4)中線電流負載Y聯(lián)結(jié)帶中性線時,可將各相分別看作單相電路計算+ZBZCZAN'N++–––第11頁/共42頁負載對稱時,中性線無電流,

可省掉中性線。(3)

對稱負載Y聯(lián)結(jié)三相電路的計算所以負載對稱時，三相電流也對稱。

負載對稱時，只需計算一相電流，其它兩相電流可根據(jù)對稱性直接寫出。+ZBZCZAN'N++–––第12頁/共42頁例1：N+++–––NRARBRCACB若RA=RB=RC=5，求線電流及中性線電若RA=5,RB=10,RC=20,求線電流及

一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對稱。設電源線電壓。負載為電燈組，流IN;中性線電流IN。第13頁/共42頁中性線電流解：已知：N+++–––NRARBRCACB(1)線電流

三相對稱第14頁/共42頁(2)三相負載不對稱（RA=5、RB=10、RC=20）

分別計算各線電流中性線電流第15頁/共42頁例2：照明系統(tǒng)故障分析解:

(1)

A相短路1)中性線未斷

NRARCRBABNC

此時A相短路電流很大，將A相熔斷絲熔斷，而

B相和C相未受影響，其相電壓仍為220V,正常工作。

在上例中，試分析下列情況

(1)A相短路:中性線未斷時，求各相負載電壓；中性線斷開時，求各相負載電壓。

(2)A相斷路:中性線未斷時，求各相負載電壓；中性線斷開時，求各相負載電壓。第16頁/共42頁

此情況下，B相和C相的電燈組由于承受電壓上所加的電壓都超過額定電壓（220V)，這是不允許的。2)A相短路,中性線斷開時,

此時負載中性點N′即為A,因此負載各相電壓為

ABNCN′iAiCiB+++–––第17頁/共42頁(2)A相斷路2)中性線斷開B、C相燈仍承受220V電壓,正常工作。1)中性線未斷變?yōu)閱蜗嚯娐罚鐖D(b)所示,由圖可求得IBCU′AU′B+––+(b)

NRARCRBABNC(a)第18頁/共42頁結(jié)論

（1）不對稱負載Y聯(lián)結(jié)又未接中性線時，負載相電壓不再對稱，且負載電阻越大，負載承受的電壓越高。（2）中線的作用：保證星形聯(lián)結(jié)三相不對稱負載的相電壓對稱。（3）照明負載三相不對稱，必須采用三相四線制供電方式，且中性線（指干線）內(nèi)不允許接熔斷器或刀閘開關(guān)。第19頁/共42頁例3:求例1電路中性線斷開時負載的相電壓及相電流。則節(jié)點電壓負載電壓NNRBRC.RA+++++++–––––––解：設第20頁/共42頁可見：

1.不對稱三相負載做星形聯(lián)結(jié)且無中性線時,三相負載的相電壓不對稱。

2.照明負載三相不對稱，必須采用三相四線制供電方式，且中性線上不允許接刀閘和熔斷器。第21頁/共42頁1.聯(lián)結(jié)形式4.3

負載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路線電流:

流過端線的電流相電流:

流過每相負載的電流

、、ZABZBCZCAACB+++–––第22頁/共42頁線電流不等于相電流(2)相電流(1)負載相電壓=電源線電壓即:UP

=UL

一般電源線電壓對稱，因此不論負載是否對稱，負載相電壓始終對稱,即2.分析計算ZABZBCZCAACB+++–––相電流：線電流：UAB=UBC=UCA=Ul=UP第23頁/共42頁相量圖BCABCABCABCA30°負載對稱時,相電流對稱，即BC(3)線電流由相量圖可求得為此線電流也對稱，即。

線電流比相應的相電流滯后30。第24頁/共42頁三相負載的聯(lián)接原則負載的額定電壓=電源的線電壓應作聯(lián)結(jié)負載的額定電壓=

電源線電壓應作Y聯(lián)結(jié)

應使加于每相負載上的電壓等于其額定電壓，而與電源的聯(lián)接方式無關(guān)。

三相電動機繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以聯(lián)結(jié)成三角形，而照明負載一般都聯(lián)結(jié)成星形（具有中性線）。第25頁/共42頁4.4

三相功率無論負載為Y或△聯(lián)結(jié)，每相有功功率都應為

Pp=Up

Ip

cosp對稱負載聯(lián)結(jié)時：同理對稱負載Y聯(lián)結(jié)時：相電壓與相電流的相位差當負載對稱時：P=3UpIpcosp所以第26頁/共42頁正誤判斷對稱負載Y聯(lián)結(jié)+ZBZCZAN'N++–––第27頁/共42頁對稱負載Y聯(lián)結(jié)正誤判斷第28頁/共42頁

有一三相電動機,每相的等效電阻R=29,等效感抗XL=21.8,試求下列兩種情況下電動機的相電流、線電流以及從電源輸入的功率，并比較所得的結(jié)果：

(1)繞組聯(lián)成星形接于UL

=380V的三相電源上;(2)繞組聯(lián)成三角形接于UL=220V的三相電源上。例1:解:(1)第29頁/共42頁(2)

比較(1),(2)的結(jié)果:

有的電動機有兩種額定電壓,如220/380V。當電源電壓為380V時,電動機的繞組應聯(lián)結(jié)成星形；當電源電壓為220V時,電動機的繞組應聯(lián)結(jié)成三角形。在三角形和星形兩種聯(lián)結(jié)法中,相電壓、相電流以及功率都未改變，僅三角形聯(lián)結(jié)情況下的線電流比星形聯(lián)結(jié)情況下的線電流增大倍。第30頁/共42頁例2:各電阻負載的相電流

由于三相負載對稱，所以只需計算一相，其它兩相可依據(jù)對稱性寫出。ABC

線電壓Ul為380V的三相電源上，接有兩組對稱三相電源：一組是三角形聯(lián)結(jié)的電感性負載，每相阻抗;另一組是星形聯(lián)結(jié)的電阻性負載，每相電阻R=10,如圖所示。試求：各組負載的相電流；(2)電路線電流；(3)三相有功功率。設解：第31頁/共42頁負載星形聯(lián)接時，其線電流為負載三角形聯(lián)解時，其相電流為(2)電路線電流一相電壓與電流的相量圖如圖所示第32頁/共42頁一相電壓與電流的相量圖如圖所示(3)三相電路的有功功率-30o-67o-46.7o第33頁/共42頁

三相對稱負載作三角形聯(lián)結(jié)，UL

=220V，當S1、

S2均閉合時，各電流表讀數(shù)均為17.3A，三相功率

P=4.5kW，試求:

1)每相負載的電阻和感抗；

2)S1合、S2斷開時,各電流表讀數(shù)和有功功率P；

3)S

1斷、S

2閉合時,各電流表讀數(shù)和有功功率P。例3：ZCAAAAS1S2ZABZBCCAB第34頁/共42頁或：P=I2RP=UIcos

tg=XL/R

解：(1)由已知條件可求得ZCAAAAS1S2ZABZBCCAB第35頁/共42頁2)S1閉合、S2斷開時

IA=IC=10AIB

=17.32A

流過電流表A、C

的電流變?yōu)橄嚯娏鱅P，流過電流表B的電流仍為線電流IL

。因為開關(guān)s均閉合時

每相有功功率P=1.5kW

當S1合、S2斷時，ZAB、ZBC

的相電壓和相電流不變，則PAB、PBC不變。P=PAB+PBC

=3kWS1AAAS2ZABZCAZBCCAB第36頁/共42頁IB

=0A3)S1斷開、S2閉合時變?yōu)閱蜗嚯娐穁ABZBCZCAACI1I2

I1仍為相電流

IP

，

I2

變?yōu)?/2

IP

。IA=IC

=10A+5A=15A

I2

變?yōu)?/2

IP，所以AB、BC

相的功率變?yōu)樵瓉淼?/4

。

P=1/4PAB+1/4PBC+PCA

=0.375W+0.375W+1.5W

=2.25kWAAAS1S2ZAB