第三章三相交流電路

第三章三相交流電路上一頁(yè)下一頁(yè)W1U2V1U1V2SN+_+++W2圖1三相交流發(fā)電機(jī)示意圖3.1三相電源1.三相電壓的產(chǎn)生工作原理：動(dòng)磁生電++__eeU1U2?圖2三相繞組示意圖圖3每相電樞繞組定子轉(zhuǎn)子(尾端)+u1u2u3U1(首端)++––

–U2V2V1W1W2+u1-上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路(2)相量表示鐵心（作為導(dǎo)磁路經(jīng)）三相繞組匝數(shù)相同空間排列互差120:直流勵(lì)磁的電磁鐵定子轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)（1)三相電壓瞬時(shí)表示式2三相電壓表示形式上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路(4)相量圖(3)波形圖相量表示U2U1..120°120°120°U3.三相電壓瞬時(shí)表示式uOu1u2u32120°240°360°上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路三相對(duì)稱正弦電壓的瞬時(shí)值（相量）之和為0三相交流電壓到達(dá)正正幅值（或相應(yīng)零值）的順序稱為相序。最大值相等頻率相同相位互差120°稱為三相對(duì)稱正弦電壓三相正弦交流電壓滿足以下特征供電系統(tǒng)三相交流電的相序?yàn)閁1

V1

W1

上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路NL2L3L1NU1V1W13.三相電源的星形聯(lián)結(jié)(1)聯(lián)接方式中性線(零線)中性點(diǎn)端線(相線、火線)相電壓：端線與中性線間（發(fā)電機(jī)每相繞組）的電壓線電壓：端線與端線間的電壓UpUL–+–++––+–+–+上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路(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°L1NL2L3+–+–+––+–+–+或上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路同理發(fā)電機(jī)繞組星形聯(lián)接時(shí)，線電壓和相電壓的相量圖上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路3.2三相負(fù)載三相負(fù)載的聯(lián)接

三相負(fù)載有Y和兩種接法，至于采用哪種方法，要根據(jù)負(fù)載的額定電壓和電源電壓確定。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路負(fù)載三相負(fù)載：由三相電源供電的負(fù)載，如三相電動(dòng)機(jī)，大功率電阻爐等單相負(fù)載：由單相電源供電的負(fù)載，如電燈，家用電器等三相負(fù)載連接原則

(1)電源提供的電壓=負(fù)載的額定電壓；

(2)單相負(fù)載盡量均衡地分配到三相電源上。L1L2電源L3保險(xiǎn)絲三相四線制380/220伏N

額定相電壓為220伏的單相負(fù)載

額定線電壓為380伏的三相負(fù)載上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路+N'N++–––Z1Z2Z33.2.1三相負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)線電流：流過(guò)端線的電流IL

相電流：流過(guò)每相負(fù)載的電流Ip結(jié)論：負(fù)載星形聯(lián)結(jié)時(shí)，線電流等于相電流。1聯(lián)結(jié)形式N電源中性點(diǎn)N′負(fù)載中性點(diǎn)上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路2負(fù)載星聯(lián)接三相電路的計(jì)算1)負(fù)載端的線電壓＝電源線電壓2)負(fù)載的相電壓＝電源相電壓3)線電流＝相電流星聯(lián)結(jié)時(shí)：4)中線電流負(fù)載星聯(lián)結(jié)帶中性線時(shí),可將各相分別看作單相電路計(jì)算+N'N++–––Z1Z2Z3上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路+N'N++–––ZZZ負(fù)載對(duì)稱時(shí),中性線無(wú)電流,

可省掉中性線。3對(duì)稱負(fù)載Y聯(lián)結(jié)三相電路的計(jì)算所以負(fù)載對(duì)稱時(shí)，三相電流也對(duì)稱。負(fù)載對(duì)稱時(shí)，只需計(jì)算一相電流，其它兩相電流可根據(jù)對(duì)稱性直接寫(xiě)出。上一頁(yè)下一頁(yè)返回負(fù)載不對(duì)稱電壓和電流相量圖負(fù)載對(duì)稱電壓和電流相量圖上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路例1：燈組，若R1=5,R2=10,R3=20,求線電流及中性線電流IN。一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對(duì)稱。設(shè)電源線電壓。負(fù)載為電N+++–––NR1R2R3L1L2L3上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路解：已知：N+++–––NR1R2R3L1L2L3三相負(fù)載不對(duì)稱（R1=5、R2=10、R3=20）

分別計(jì)算各線電流：上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路中性線電流上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路例2：照明系統(tǒng)故障分析解:

(1)A相短路1)中性線未斷此時(shí)L1相短路電流很大,將L1相熔斷絲熔斷,而L2相和L3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)L1相短路:中性線未斷時(shí)，求各相負(fù)載電壓；中性線斷開(kāi)時(shí)，求各相負(fù)載電壓。(2)L1相斷路:中性線未斷時(shí)，求各相負(fù)載電壓；中性線斷開(kāi)時(shí)，求各相負(fù)載電壓。

R1R3R2L1L2NL3N上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路

L1L2NL3N′i1i3i2+++–––此情況下，L2相和L3相的電燈組由于承受電壓上所加的電壓都超過(guò)額定電壓(220V)，這是不允許的。2)L1相短路,中性線斷開(kāi)時(shí),此時(shí)負(fù)載中性點(diǎn)N′即為L(zhǎng)1,因此負(fù)載各相電壓為上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路(2)L1相斷路2)中性線斷開(kāi)L2、L3相燈仍承受220V電壓,正常工作。1)中性線未斷變?yōu)閱蜗嚯娐?，如圖(b)所示,由圖可求得iL2L3u′2u′3+––+(b)

R1R3R2L1L2NL3N上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路結(jié)論

（1）不對(duì)稱負(fù)載Y聯(lián)結(jié)又未接中性線時(shí)，負(fù)載相電壓不再對(duì)稱，且負(fù)載電阻越大，負(fù)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(duì)稱負(fù)載的相電壓對(duì)稱。（3）照明負(fù)載三相不對(duì)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(kāi)關(guān)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路1.聯(lián)結(jié)形式3.2.2三角形聯(lián)接線電流:

流過(guò)端線的電流相電流:

流過(guò)每相負(fù)載的電流

、、L1+++–––L2L3i1i2i3Z31Z12Z23上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路線電流不等于相電流(2)相電流(1)負(fù)載相電壓=電源線電壓UP

=UL一般電源線電壓對(duì)稱，因此不論負(fù)載是否對(duì)稱，負(fù)載相電壓始終對(duì)稱,其中2.分析計(jì)算相電流：線電流：U12=U23=U31=UL=UPL1+++–––i1i2i3Z31Z12Z23L2L3上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路對(duì)稱負(fù)載電壓與電流相量圖23123130°負(fù)載對(duì)稱時(shí),Z12=Z23=Z31=Z23(3)線電流由相量圖可求得為此線電流也對(duì)稱，

線電流比相應(yīng)的相電流滯后30。231231上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路負(fù)載對(duì)稱時(shí),相電流對(duì)稱，即三相負(fù)載的聯(lián)接原則負(fù)載的額定電壓=電源的線電壓應(yīng)作聯(lián)結(jié)負(fù)載的額定電壓=

電源線電壓應(yīng)作Y聯(lián)結(jié)應(yīng)使加于每相負(fù)載上的電壓等于其額定電壓，而與電源的聯(lián)接方式無(wú)關(guān)。三相電動(dòng)機(jī)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(fù)載一般都聯(lián)結(jié)成星形(具有中性線)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路3.3三相功率無(wú)論負(fù)載為Y或△聯(lián)接，對(duì)稱與否，三相總有功功率都應(yīng)為每相有功功率算術(shù)和P=P1+P2+P3總無(wú)功功率應(yīng)等于各相無(wú)功功率的代數(shù)和，即

總視在功率3.3.1三相功率上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路對(duì)稱負(fù)載聯(lián)結(jié)時(shí)：同理對(duì)稱負(fù)載Y聯(lián)結(jié)時(shí)：相電壓與相電流的相位差當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)：P=3UpIpcosp所以上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路

例有一臺(tái)三相電阻加熱爐，功率因數(shù)等于1，星形聯(lián)接。另有—臺(tái)三相交流電動(dòng)機(jī)，功率因數(shù)等于0.8，三角形聯(lián)接。共同由線電壓為380V的三相電源供電，它們消耗的有功功率分別為75kW和36kW。求電源的線電流。解按題意畫(huà)出電路圖電阻爐的功率因數(shù)故無(wú)功功率電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)電源輸出的總有功功率、無(wú)功功率和視在功率由此求得電源的線電流為上一頁(yè)下一頁(yè)返回3.3.2三相功率的測(cè)量二瓦計(jì)法測(cè)量線路圖在三相三線制電路中，不論負(fù)載接成星形還是三角形，也不論負(fù)載對(duì)稱與否，都可以使用兩個(gè)功率表來(lái)測(cè)量三相功率。兩個(gè)功率表的一種連接方式即二瓦計(jì)法測(cè)量。兩個(gè)功率表讀數(shù)的代數(shù)和等于三相負(fù)載的平均功率之和。這種方法稱為二瓦計(jì)法（或兩表法）。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三章三相交流電路證明：兩個(gè)功率表的讀數(shù)分別為