測三相三線功率

會計學(xué)1測三相三線功率一、對稱三相電源的產(chǎn)生通常由三相同步發(fā)電機產(chǎn)生，三相繞組在空間互差120°，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，在三相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，從而形成對稱三相電源。NSooIwAZBXCY三相同步發(fā)電機示意圖11.1三相電源第1頁/共67頁1.瞬時值表達式A+–XuAB+–YuBC+–ZuC2.波形圖uAuBtOuuCA、B、C三端稱為始端，X、Y、Z三端稱為末端。第2頁/共67頁3.相量表示120°120°120°4.對稱三相電源的特點——相量算子第3頁/共67頁正序(順序)：A—B—C—A負(fù)序(逆序)：A—C—B—AABC相序的實際意義：對三相電動機，如果相序反了，就會反轉(zhuǎn)。以后如果不加說明，一般都認(rèn)為是正相序。DABC123DACB123正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)5.對稱三相電源的相序：三相電源中各相電源經(jīng)過同一值(如最大值)的先后順序ABC第4頁/共67頁二、對稱三相電源的聯(lián)接星形聯(lián)接(Y接)：把三個繞組的末端X、Y、Z接在一起，把始端A、B、C引出來。+–ANX+–BY+–CZ1.聯(lián)接A+–X+–+–BCYZABCNX、Y、Z接在一起的點稱為Y接對稱三相電源的中點，用N表示。第5頁/共67頁三角形聯(lián)接(接)：三個繞組始末端順序相接。+–AXBYCZ+–+–A+–X+–+–BCYZABC三角形聯(lián)接的對稱三相電源沒有中點。注意：三角形聯(lián)接時，各相電源的極性不允許接反。第6頁/共67頁A+–X+–+–BCYZABCNA+–X+–+–BCYZABC名詞介紹：(1)端線(火線)：始端A,B,C三端引出線。(2)中線：中性點N引出線，接無中線。(3)三相三線制與三相四線制。(5)相電壓：每相電源的電壓。(4)線電壓：端線與端線之間的電壓。第7頁/共67頁一、Y接11.2線電壓與相電壓的關(guān)系A(chǔ)+–X+–+–BCYZABCN第8頁/共67頁利用相量圖得到相電壓和線電壓之間的關(guān)系：線電壓對稱(大小相等，相位互差120o)一般表示為：30o30o30o第9頁/共67頁結(jié)論：對Y形接法的對稱三相電源

所謂的“對應(yīng)”：對應(yīng)相電壓用線電壓的第一個下標(biāo)字母標(biāo)出。(1)

相電壓對稱，則線電壓也對稱。(3)線電壓相位領(lǐng)先對應(yīng)相電壓30o。第10頁/共67頁二、接A+–X+–+–BCYZABC即線電壓等于對應(yīng)的相電壓。第11頁/共67頁關(guān)于接還要強調(diào)一點：始端末端要依次相連。正確接法錯誤接法I=0,接電源中不會產(chǎn)生環(huán)流。注意：I0,接電源中將會產(chǎn)生環(huán)流。第12頁/共67頁為此，當(dāng)將一組三相電源連成三角形時，應(yīng)先不完全閉合，留下一個開口，在開口處接上一個交流電壓表，測量回路中總的電壓是否為零。如果電壓為零，說明連接正確，然后再把開口處接在一起。V第13頁/共67頁11.3對稱三相電路一、對稱三相負(fù)載及其聯(lián)接1.對稱三相負(fù)載(均衡三相負(fù)載)：三個相同負(fù)載(負(fù)載阻抗模相等，阻抗角相同)以一定方式聯(lián)接起來。2.對稱三相負(fù)載的聯(lián)接：兩種基本聯(lián)接方式A'B'C'N'ZZZA'B'C'ZZZ星形聯(lián)接三角形聯(lián)接第14頁/共67頁abcnZZZabcZZZ負(fù)載的相電壓：每相負(fù)載上的電壓。負(fù)載的線電壓：負(fù)載端線間的電壓。線電流：流過端線的電流。相電流：流過每相負(fù)載的電流。第15頁/共67頁3.對稱三相電路：由對稱三相電源和對稱三相負(fù)載聯(lián)接而成。按電源和負(fù)載的不同聯(lián)接方式可分為Y–Y，Y0–Y0，Y–，–Y，–等。二、對稱三相電路的計算對稱三相電路的計算方法是單相計算法。1.Y–Y接(三相三線制)，Y0–Y0(三相四線制)+_+__+NnZZZABCabc第16頁/共67頁+_+__+NnZZZABCabc以N點為參考點，對n點列寫節(jié)點方程：電源側(cè)線電壓對稱，負(fù)載側(cè)線電壓也對稱。負(fù)載側(cè)相電壓：第17頁/共67頁計算電流：流過每相負(fù)載的電流與流過相應(yīng)端線的線電流是同一電流，且三相電流也是對稱的。因N，n兩點等電位，可將其短路，且其中電流為零。這樣便可將三相電路的計算化為一相電路的計算。當(dāng)求出相應(yīng)的電壓、電流后，再由對稱性，可以直接寫出其它兩相的結(jié)果。+_+__+NnZZZABCabc第18頁/共67頁+_+__+NnZZZABCabc一相計算電路：+–ANnaZ由一相計算電路可得：由對稱性可寫出：第19頁/共67頁結(jié)論：有無中線對電路情況沒有影響。沒有中線(Y–Y接，三相三線制)，可將中線連上，此時中線中沒有電流。因此，Y–Y接電路與Y0–Y0接(有中線)電路計算方法相同。且中線有阻抗時可短路掉。2.對稱情況下，各相電壓、電流都是對稱的，可采用一相（A相）等效電路計算。只要算出一相的電壓、電流，則其它兩相的電壓、電流可按對稱關(guān)系直接寫出。1.UnN=0，電源中點與負(fù)載中點等電位。3.Y形聯(lián)接的對稱三相負(fù)載，其負(fù)載的相、線電壓、負(fù)載的相、線電流的關(guān)系為：第20頁/共67頁2.Y–接+_+__+NZZZABCabc負(fù)載上相電壓與電源線電壓相等：第21頁/共67頁+_+__+NZZZABCabc計算相電流：線電流：30o30o30o30o第22頁/共67頁結(jié)論：(1)負(fù)載上相電壓與線電壓相等，且對稱。(2)線電流與相電流也是對稱的。線電流大小是相電流的倍，相位落后相應(yīng)相電流30°。故上述電路也可只計算一相，根據(jù)對稱性即可得到其余兩相結(jié)果。+–ANnaZ/3+_+__+NZZZABCabcnZ/3第23頁/共67頁+–ANnaZ/3+_+__+NZZZABCabcnZ/3第24頁/共67頁方法二：可用計算相電流的一相等效電路。+–ABbaZ+_+__+NZZZABCabc第25頁/共67頁3.電源為接時的對稱三相電路的計算(–Y，–)+–+–+–ABC+–+–+–ABCN將接電源用Y接電源替代，保證其線電壓相等，再根據(jù)上述Y–Y，Y–接方法計算。第26頁/共67頁例：b+++___ACBZZlZlZlZZac+–ANnaZ/3Zl第27頁/共67頁小結(jié)：1.三相電壓、電流均對稱。負(fù)載為Y接線電流與對應(yīng)的相電流相同。負(fù)載為接線電壓與對應(yīng)的相電壓相同。第28頁/共67頁(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，中線上若有阻抗可不計；(3)畫出單相計算電路，求出一相負(fù)載的電壓、電流：(4)根據(jù)接、Y接時線量（Ul、Il）、相量（Up、Ip）之間的關(guān)系，求出原電路的電流電壓。(5)由對稱性，得出其它兩相的電壓、電流。2.對稱三相電路的一般計算方法一相負(fù)載的電壓為Y接時負(fù)載的相電壓。一相負(fù)載的電流為負(fù)載的線電流。第29頁/共67頁例1.ABCZZZZlZlZl已知對稱三相電源線電壓為380V，Z=6.4+j4.8，Zl=3+j4。求：負(fù)載Z的相電壓、線電壓和電流。解：+–A+–BN+–CZlZlZlZZZ+–ANnaZZl第30頁/共67頁+–ANnaZZlZ=6.4+j4.8，Zl=3+j4第31頁/共67頁例2.ABCZZZABCZZZ一對稱三相負(fù)載分別接成Y接和接。分別求線電流。解：ABCZ/3Z/3Z/3第32頁/共67頁例3.如圖對稱三相電路，電源線電壓為380V，|Z1|=10，cos1

=0.6(滯后)，Z2=–j50，ZN=1+j2。求：線電流、相電流，并定性畫出相量圖(以A相為例)。+___++NACBZ1Z2ZNN'解：+_Z1第33頁/共67頁+_Z1根據(jù)對稱性，得B、C相的線電流、相電流：第34頁/共67頁由此可以畫出相量圖：30o–53.1o–18.4o+_Z1第35頁/共67頁例4.+++___Z1Z1Z1Z2Z2Z2ZnZ4Z4Z4Z3Z3Z3ABC?Z4

/3Z2

/3?第36頁/共67頁解：首先進行—Y變換，然后取A相計算電路：負(fù)載化為Y接。根據(jù)對稱性，中性電阻Zn短路。+_Z1Z3Z2/3Z4/3第37頁/共67頁電源不對稱程度小(由系統(tǒng)保證)。電路參數(shù)(負(fù)載)不對稱情況很多。討論對象：電源對稱，負(fù)載不對稱(低壓電力網(wǎng))。分析方法：不對稱復(fù)雜交流電路分析方法。不能抽單相。主要了解：中性點位移。11.4不對稱三相電路示例第38頁/共67頁負(fù)載各相電壓：+_+__+NN'ZNZaZbZc三相負(fù)載Za、Zb、Zc不相同。第39頁/共67頁負(fù)載中點與電源中點不重合，這個現(xiàn)象稱為中點位移。在電源對稱情況下，可以根據(jù)中點位移的情況來判斷負(fù)載端不對稱的程度。當(dāng)中點位移較大時，會造成負(fù)載相電壓嚴(yán)重不對稱，可能使負(fù)載的工作狀態(tài)不正常。相量圖：NN'第40頁/共67頁例1.照明電路:(1)正常情況下，三相四線制，中線阻抗約為零。每相負(fù)載的工作情況沒有相互聯(lián)系，相對獨立。(2)假設(shè)中線斷了(三相三線制),A相電燈沒有接入電路(三相不對稱)燈泡未在額定電壓下工作，燈光昏暗。ACBNN'ACBN'NN/第41頁/共67頁(3)A相短路超過燈泡的額定電壓，燈泡可能燒壞。結(jié)論：(a)照明中線不裝保險，并且中線較粗。一是減少損耗，二是加強強度(中線一旦斷了，負(fù)載就不能正常工作)。(b)要消除或減少中點的位移，盡量減少中線阻抗，然而從經(jīng)濟的觀點來看，中線不可能做得很粗，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整負(fù)載，使其接近對稱情況。ACBN'NN/第42頁/共67頁例2.相序儀電路。已知1/(wC)=R，三相電源對稱。求：燈泡承受的電壓。解：若以接電容一相為A相，則B相電壓比C相電壓高。B相等較亮，C相較暗(正序)。據(jù)此可測定三相電源的相序。ACBN'RCR第43頁/共67頁例3.ZZZA1A2A3S如圖電路中，電源三相對稱。當(dāng)開關(guān)S閉合時，電流表的讀數(shù)均為5A。求：開關(guān)S打開后各電流表的讀數(shù)。解：開關(guān)S打開后，電流表A2中的電流與負(fù)載對稱時的電流相同。而A1、A3中的電流相當(dāng)于負(fù)載對稱時的相電流。電流表A2的讀數(shù)=5A電流表A1、A3的讀數(shù)=第44頁/共67頁1.對稱三相電路的平均功率P11.5三相電路的功率對稱三相負(fù)載ZPp=UpIpcos三相總功率

P=3Pp=3UpIpcos對稱三相負(fù)載Z一相負(fù)載的功率第45頁/共67頁注意：(1)為相電壓與相電流的相位差角(阻抗角)，不要誤以為是線電壓與線電流的相位差。(2)cos為每相的功率因數(shù)，在對稱三相制中即三相功率因數(shù)：

cosA=cosB=cosC=cos

。2.無功功率Q=QA+QB+QC=3Qp第46頁/共67頁3.視在功率一般來講，P、Q、S都是指三相總和。4.對稱三相負(fù)載的瞬時功率功率因數(shù)也可定義為：

cos=P/S(不對稱時無意義)第47頁/共67頁單相：瞬時功率脈動三相：瞬時功率恒定，轉(zhuǎn)矩mp可以得到均衡的機械力矩。wtpO3UIcospwtOUIcos第48頁/共67頁5.三相功率的測量(對稱，不對稱)(1)三表法：若負(fù)載對稱，則需一塊表，讀數(shù)乘以3。*三相負(fù)載WWWABCN*****第49頁/共67頁(2)二表法：這種測量線路的接法是將兩個功率表的電流線圈串到任意兩相中，電壓線圈的同名端接到其電流線圈所串的線上，電壓線圈的非同名端接到另一相沒有串功率表的線上。（有三種接線方式）若W1的讀數(shù)為P1

，W2的讀數(shù)為P2

，則P=P1+P2

即為三相總功率。三相負(fù)載W1ABC****W2第50頁/共67頁證明：(設(shè)負(fù)載為Y接)

上面兩塊表的接法正好滿足了這個式子的要求，所以兩個功率表的讀數(shù)的代數(shù)和就是三相總功率。表達式僅與線電壓和線電流有關(guān)，所以也適用接。iAACBiBiCN1

：uAC

與iA的相位差，2

：uBC

與iA的相位差。

第51頁/共67頁1.只有在iA+iB+iC=0這個條件下，才能用二表法(即Y接，接)。不能用于不對稱三相四線制。3.按正確極性接線時，二表中可能有一個表的讀數(shù)為負(fù)，此時功率表指針反轉(zhuǎn)，將其電流線圈極性反接后，指針指向正數(shù)，但此時讀數(shù)應(yīng)記為負(fù)值。注意：2.兩塊表讀數(shù)的代數(shù)和為三相總功率，每塊表的單獨讀數(shù)無意義。4.兩表法測三相功率的接線方式有三種，注意功率表的同名端。第52頁/共67頁求：(1)線電流和電源發(fā)出總功率；

(2)用兩表法測電動機負(fù)載的功率，畫接線圖，求兩表讀數(shù)。解：例：Ul=380V，Z1=30+j40，電動機P=1700W，cosj=0.8(滯后)。(1)DABCZ1電動機第53頁/共67頁電動機負(fù)載：DABCZ1電動機Ul=380V，Z1=30+j40，電動機P=1700W，cosj=0.8(滯后)。第54頁/共67頁總電流：DABCZ1電動機Ul=380V，Z1=30+j40，電動機P=1700W，cosj=0.8(滯后)。第55頁/共67頁表W1的讀數(shù)P1：DABCZ1電動機(2)兩表法的接線如圖。W1****W2表W2的讀數(shù)P2