第十二章三相電路xdlA

第一頁，共六十一頁，2022年，8月28日重點(diǎn)1.三相電路的基本概念2.對(duì)稱三相電路的分析計(jì)算3.不對(duì)稱三相電路的概念4.三相電路的功率返回第二頁，共六十一頁，2022年，8月28日三相電路由三相電源、三相負(fù)載和三相輸電線路三部分組成。發(fā)電方面：比單項(xiàng)電源可提高功率50％；輸電方面：比單項(xiàng)輸電節(jié)省鋼材25％；12.1三相電路三相電路的優(yōu)點(diǎn)下頁上頁配電方面：三相變壓器比單項(xiàng)變壓器經(jīng)濟(jì)且便于接入負(fù)載；運(yùn)電設(shè)備：結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便。返回第三頁，共六十一頁，2022年，8月28日三相電路的特殊性（1）特殊的電源（2）特殊的負(fù)載（3）特殊的連接（4）特殊的求解方式以上優(yōu)點(diǎn)使三相電路在動(dòng)力方面獲得了廣泛應(yīng)用，是目前電力系統(tǒng)采用的主要供電方式。研究三相電路要注意其特殊性。下頁上頁返回第四頁，共六十一頁，2022年，8月28日1.對(duì)稱三相電源通常由三相發(fā)電機(jī)產(chǎn)生，三相繞組在空間互差120°，當(dāng)轉(zhuǎn)子以均勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在三相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，從而形成對(duì)稱三相電源。三相發(fā)電機(jī)示意圖對(duì)稱三相電源是三個(gè)頻率相同、振幅相同、相位彼此相差1200的正弦電源按一定的方式連接在一起。NSooIwAZBXCY下頁上頁返回第五頁，共六十一頁，2022年，8月28日下頁上頁返回第六頁，共六十一頁，2022年，8月28日瞬時(shí)值表達(dá)式波形圖A、B、C

三端稱為始端，X、Y、Z

三端稱為末端。utuAuBuCoA+–XuAB+–YuBC+–ZuC下頁上頁返回第七頁，共六十一頁，2022年，8月28日相量表示120°120°120°對(duì)稱三相電源的特點(diǎn)下頁上頁返回第八頁，共六十一頁，2022年，8月28日正序(順序)：A—B—C—A負(fù)序(逆序)：A—C—B—AABC相序的實(shí)際意義：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)ABC三相電源各相經(jīng)過同一值(如最大值)的先后順序。對(duì)稱三相電源的相序三相電機(jī)下頁上頁返回第九頁，共六十一頁，2022年，8月28日2.三相電源的聯(lián)接

X,Y,Z接在一起的點(diǎn)稱為Y聯(lián)接三相電源的中性點(diǎn)，用N表示。（1）星形聯(lián)接(Y聯(lián)接)+–ANX+–BY+–CZ++–+–ABCN-下頁上頁返回第十頁，共六十一頁，2022年，8月28日（2）三角形聯(lián)接(聯(lián)接)三角形聯(lián)接的三相電源沒有中點(diǎn)。注意+–AXBYCZ+–+–+–X+–+–CYZABC下頁上頁返回第十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日注意聯(lián)接電源始端末端要依次相連。正確接法錯(cuò)誤接法

I=0

電源中不會(huì)產(chǎn)生環(huán)流I0

電源中將會(huì)產(chǎn)生環(huán)流下頁上頁返回第十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日3.三相負(fù)載及其聯(lián)接(1)星形聯(lián)接稱三相對(duì)稱負(fù)載三相電路的負(fù)載由三部分組成，其中每一部分稱為一相負(fù)載，三相負(fù)載也有二種聯(lián)接方式。A'B'C'N'ZAZCZBA'B'C'N'ZAZCZB下頁上頁返回第十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日(2)三角形聯(lián)接A'B'C'ZBCZCAZABA'B'C'ZBCZCAZAB稱三相對(duì)稱負(fù)載下頁上頁返回第十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日4.三相電路三相電路就是由三相電源和三相負(fù)載聯(lián)接起來所組成的系統(tǒng)。電源YY△負(fù)載電源△Y△負(fù)載當(dāng)電源和負(fù)載都對(duì)稱時(shí)，稱為對(duì)稱三相電路。注意下頁上頁返回第十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日三相四線制Y△YYZZZN’+–AN+–B+–CZZZ+–A+–B+–C三相三線制下頁上頁返回第十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日1.名詞介紹+–ANX+–BY+–CZ+–AXBYCZ+–+–端線(火線)：始端A,B,C三端引出線。中線：中性點(diǎn)N引出線，連接無中線。12.2對(duì)稱三相電路線電壓(電流)與相電壓(電流)的關(guān)系下頁上頁返回第十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日相電壓：每相電源（負(fù)載）的電壓。線電壓：端線與端線之間的電壓。+–AXBYCZ+–+–+–ANX+–BY+–CZ線電流：流過端線的電流。下頁上頁返回⑥相電流：流過每相的電流。第十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日A'B'C'ZBCZCAZABA'B'C'N'ZAZCZB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。+-+-下頁上頁返回第十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日Y聯(lián)接+–A+–B+–C2.相電壓和線電壓的關(guān)系下頁上頁返回N第二十頁，共六十一頁，2022年，8月28日利用相量圖得到相電壓和線電壓之間的關(guān)系：30o30o30o下頁上頁返回第二十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日Y聯(lián)接的對(duì)稱三相電源所謂的“對(duì)應(yīng)”：對(duì)應(yīng)相電壓用線電壓的第一個(gè)下標(biāo)字母標(biāo)出。(1)相電壓對(duì)稱，則線電壓也對(duì)稱(3)線電壓相位超前對(duì)應(yīng)相電壓30o。結(jié)論下頁上頁返回第二十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日相電流和線電流的關(guān)系Y聯(lián)接時(shí)，線電流等于相電流。ZZZN’+–N+–+–Y聯(lián)接結(jié)論下頁上頁返回第二十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日線電壓等于對(duì)應(yīng)的相電壓+–AXBYCZ+–+–下頁上頁返回

聯(lián)接相電壓和線電壓的關(guān)系第二十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日+–+–+–ZZZ結(jié)論△聯(lián)接的對(duì)稱電路(2)

線電流相位滯后對(duì)應(yīng)相電流30o。

下頁上頁返回聯(lián)接相電流和線電流的關(guān)系第二十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日12.3對(duì)稱三相電路的計(jì)算對(duì)稱三相電路由于電源對(duì)稱、負(fù)載對(duì)稱、線路對(duì)稱，因而可以引入一特殊的計(jì)算方法。1.Y–Y聯(lián)接(三相三線制）ZZZN’+–N+–+–下頁上頁返回第二十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日以N點(diǎn)為參考點(diǎn)，對(duì)N’點(diǎn)列寫結(jié)點(diǎn)方程：ZZZN’+–N+–+–下頁上頁返回第二十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日N’+–N+–+–ZNZZZ第二十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日負(fù)載側(cè)相電壓：因N，N’兩點(diǎn)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(jì)算化為單相電路的計(jì)算。也為對(duì)稱電壓結(jié)論ZZZN’+–N+–+–A相計(jì)算電路+–ANN’Z下頁上頁返回第二十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日計(jì)算電流：為對(duì)稱電流電源中點(diǎn)與負(fù)載中點(diǎn)等電位。有無中線對(duì)對(duì)稱電路沒有影響。對(duì)稱情況下，各相電壓、電流都是對(duì)稱的，可采用一相（A相）等效電路計(jì)算。其它兩相的電壓、電流可按對(duì)稱關(guān)系直接寫出。結(jié)論下頁上頁返回第三十頁，共六十一頁，2022年，8月28日Y形聯(lián)接的對(duì)稱三相負(fù)載，根據(jù)相、線電壓、電流的關(guān)系得：2.Y–聯(lián)接解法1負(fù)載上相電壓與線電壓相等：ZZZ+–A+–B+–Ccab下頁上頁返回第三十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日相電流：線電流：下頁上頁返回第三十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日cab+–+–+–ZZZ解法2Z/3Z/3Z/3N’cba下頁上頁返回aZ/3A相計(jì)算電路+–ANN’第三十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日3.電源為聯(lián)接時(shí)的對(duì)稱三相電路的計(jì)算將電源用Y電源替代，保證其線電壓相等。ACB+–+–+–+–A+–B+–C下頁上頁返回第三十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日例+–+–+–ZZZbACBZlZlZlac+–+–+–Z/3Z/3bACBZlZlZlacZ/3下頁上頁返回第三十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日例1

對(duì)稱三相電源線電壓為380V，Z=6.4+j4.8，Zl=6.4+j4.8。求負(fù)載Z

的相、線電壓和電流。+–+–+–ZZACBZlZlZlZNN’acb下頁上頁返回第三十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日下頁上頁返回第三十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日例對(duì)稱三相電路，電源線電壓為380V，|Z1|=10，cos1

=0.6(感性)，Z2=–j50，ZN=1+j2。求：線電流、相電流，畫出相量圖(以A相為例)。解+_Z1+___++NACBZ1Z2ZNN'下頁上頁返回第三十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日根據(jù)對(duì)稱性，得B、C相的線電流、相電流：+_Z1下頁上頁返回第三十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日由此可以畫出相量圖：30o–53.1o–18.4o下頁上頁返回第四十頁，共六十一頁，2022年，8月28日第四十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日第四十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日電源不對(duì)稱（不對(duì)稱程度小，系統(tǒng)保證其對(duì)稱)。電路參數(shù)(負(fù)載)不對(duì)稱情況很多。電源對(duì)稱，負(fù)載不對(duì)稱(低壓電力網(wǎng))。分析方法不對(duì)稱復(fù)雜交流電路分析方法。主要了解：中性點(diǎn)位移。12.4不對(duì)稱三相電路的概念討論對(duì)象下頁上頁返回第四十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日負(fù)載各相電壓：三相負(fù)載Za、Zb、Zc不相同。N’+–N+–+–ZNZaZbZc下頁上頁返回第四十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日負(fù)載中點(diǎn)與電源中點(diǎn)不重合。在電源對(duì)稱情況下，可以根據(jù)中點(diǎn)位移的情況來判斷負(fù)載端不對(duì)稱的程度。當(dāng)中點(diǎn)位移較大時(shí)，會(huì)造成負(fù)載相電壓嚴(yán)重不對(duì)稱，使負(fù)載的工作狀態(tài)不正常。相量圖NN'中性點(diǎn)位移注意下頁上頁返回第四十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日要消除或減少中點(diǎn)的位移，盡量減少中線阻抗，然而從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)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(duì)稱情況。結(jié)論負(fù)載不對(duì)稱，電源中性點(diǎn)和負(fù)載中性點(diǎn)不等位，中線中有電流，各相電壓、電流不存在對(duì)稱關(guān)系；中線不裝保險(xiǎn)。一是減少損耗，二是加強(qiáng)強(qiáng)度(中線一旦斷了，負(fù)載不能正常工作)。下頁上頁返回第四十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日例1(1)正常情況下，三相四線制，中線阻抗約為零。每相負(fù)載的工作情況相對(duì)獨(dú)立。(2)若三相三線制,設(shè)A相斷路(三相不對(duì)稱)燈泡電壓低，燈光昏暗。ACBN'照明電路：ACBNN'下頁上頁返回第四十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日(3)A相短路超過燈泡的額定電壓，燈泡可能燒壞。計(jì)算短路電流：ACBN'短路電流是正常時(shí)電流的3倍注意下頁上頁返回第四十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日第四十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日例3如圖電路中，電源三相對(duì)稱。當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，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，表A2的電流數(shù)與負(fù)載對(duì)稱時(shí)相同。而表A1和表A3的電流數(shù)等于負(fù)載對(duì)稱時(shí)的相電流。ZZZA2SA3A1=5AA2A1A3下頁上頁返回第五十頁，共六十一頁，2022年，8月28日第五十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日1.對(duì)稱三相電路功率的計(jì)算12.5三相電路的功率Pp=UpIpcos三相總功率：

P=3Pp=3UpIpcos平均功率A’B’C’ZZZ下頁上頁返回第五十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日(1)

為相電壓與相電流的相位差(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(duì)稱三相制中有

cosA=cosB=cosC=cos

。(3)公式計(jì)算電源發(fā)出的功率(或負(fù)載吸收的功率)。A’B’C’ZZZ注意下頁上頁返回第五十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日A’B’C’RRRA’B’C’RRR例

已知對(duì)稱三相電路線電壓Ul，問負(fù)載接成Y和各從電網(wǎng)獲取的功率是否相同？解下頁上頁返回第五十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日無功功率Q=QA+QB+QC=3Qp視在功率2）這里的，P、Q、S

都是指三相總和。1）功率因數(shù)也可定義為：

cos=P/S

注意3）不對(duì)稱時(shí)

無意義下頁上頁返回第五十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日對(duì)稱三相負(fù)載的瞬時(shí)功率下頁上頁返回第五十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日單相：瞬時(shí)功率脈動(dòng)三相：瞬時(shí)功率恒定wtpo3UIcospwtoUIcos電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩:mp可以得到均衡的機(jī)械力矩,避免了機(jī)械振動(dòng)。下頁上頁返回第五十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日2.三相功率的測量三表法若負(fù)載對(duì)稱，則需一塊表，讀數(shù)乘以3。三相四線制*三相負(fù)載WABCN*****WW下頁上頁返回第五十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日二表法