電路分析基礎(chǔ)第十二章演示文稿

當(dāng)前第1頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)優(yōu)選電路分析基礎(chǔ)第十二章當(dāng)前第2頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)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；返回當(dāng)前第3頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)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。下頁上頁返回當(dāng)前第4頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)1.對(duì)稱三相電源的產(chǎn)生通常由三相同步發(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。三相同步發(fā)電機(jī)示意圖對(duì)稱三相電源是指三個(gè)頻率相同、振幅相同、相位彼此相差1200的正弦電源。NSooIwAZBXCY下頁上頁返回當(dāng)前第5頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)下頁上頁返回當(dāng)前第6頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)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下頁上頁返回當(dāng)前第7頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)相量表示120°120°120°對(duì)稱三相電源的特點(diǎn)下頁上頁返回當(dāng)前第8頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)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)稱三相電源的相序下頁上頁返回當(dāng)前第9頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)2.對(duì)稱三相電源的聯(lián)接

X,Y,Z

接在一起的點(diǎn)稱為Y聯(lián)接對(duì)稱三相電源的中性點(diǎn)，用N表示。（1）星形聯(lián)接(Y聯(lián)接)+–ANX+–BY+–CZ++–+–ABCN-下頁上頁返回當(dāng)前第10頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)（2）三角形聯(lián)接(聯(lián)接)三角形聯(lián)接的對(duì)稱三相電源沒有中點(diǎn)。注意+–AXBYCZ+–+–+–X+–+–CYZABC下頁上頁返回當(dāng)前第11頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)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下頁上頁返回當(dāng)前第12頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)(2)

三角形聯(lián)接A'B'C'ZBCZCAZABA'B'C'ZBCZCAZAB稱三相對(duì)稱負(fù)載下頁上頁返回當(dāng)前第13頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)4.三相電路三相電路就是由對(duì)稱三相電源和三相負(fù)載聯(lián)接起來所組成的系統(tǒng)。工程上根據(jù)實(shí)際需要可以組成：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。注意下頁上頁返回當(dāng)前第14頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)三相四線制Y△YYZZZN’+–AN+–B+–C三相三線制下頁上頁返回ZZZ+–A+–B+–C當(dāng)前第15頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)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線電壓(電流)與相電壓(電流)的關(guān)系下頁上頁返回當(dāng)前第16頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)相電壓：每相電源的電壓。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。下頁上頁返回當(dāng)前第17頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)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。線電流：流過端線的電流。相電流：流過每相負(fù)載的電流。+-+-下頁上頁返回+-當(dāng)前第18頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)Y聯(lián)接+–A+–B+–C2.相電壓和線電壓的關(guān)系下頁上頁返回當(dāng)前第19頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)利用相量圖得到相電壓和線電壓之間的關(guān)系：線電壓對(duì)稱(大小相等，相位互差120o)一般表示為：30o30o30o下頁上頁返回當(dāng)前第20頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)對(duì)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)線電壓相位領(lǐng)先對(duì)應(yīng)相電壓30o。結(jié)論下頁上頁返回當(dāng)前第21頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)聯(lián)接線電壓等于對(duì)應(yīng)的相電壓以上關(guān)于線電壓和相電壓的關(guān)系也適用于對(duì)稱星型負(fù)載和三角型負(fù)載。注意+–AXBYCZ+–+–下頁上頁返回當(dāng)前第22頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)2.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)論下頁上頁返回當(dāng)前第23頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)+–+–+–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。

Z/3Z/3Z/3N’C'B'A'聯(lián)接下頁上頁返回當(dāng)前第24頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)13.3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+–+–下頁上頁返回當(dāng)前第25頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)以N點(diǎn)為參考點(diǎn)，對(duì)N’點(diǎn)列寫結(jié)點(diǎn)方程：ZZZN’+–N+–+–下頁上頁返回當(dāng)前第26頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)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。結(jié)論ZZZN’+–N+–+–A相計(jì)算電路+–ANN’Z下頁上頁返回當(dāng)前第27頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)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)電路情況沒有影響。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)論下頁上頁返回當(dāng)前第28頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)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ZZZ+–A+–B+–Ccab下頁上頁返回當(dāng)前第29頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)cab+–+–+–ZZZZ/3Z/3Z/3N’

c

b

a下頁上頁返回aZ/3A相計(jì)算電路+–ANN’當(dāng)前第30頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)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下頁上頁返回當(dāng)前第31頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)例+–+–+–ZZZbACBZlZlZlac+–+–+–Z/3Z/3bACBZlZlZlacZ/3Z/3Zla+–ANN’下頁上頁返回當(dāng)前第32頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)(1)將所有三相電源、負(fù)載都化為等值Y—Y接電路；(2)連接負(fù)載和電源中點(diǎn)，中線上若有阻抗可不計(jì)；(3)畫出單相計(jì)算電路，求出一相的電壓、電流：(4)根據(jù)接、Y接時(shí)線量、相量之間的關(guān)系，求出原電路的電流電壓。(5)

由對(duì)稱性，得出其它兩相的電壓、電流。對(duì)稱三相電路的一般計(jì)算方法:一相電路中的電壓為Y接時(shí)的相電壓。一相電路中的電流為線電流。小結(jié)下頁上頁返回當(dāng)前第33頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)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。解畫出一相計(jì)算圖ZZla+–ANN’+–+–+–ZZACBZlZlZlZNN’acb下頁上頁返回當(dāng)前第34頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)ZZla+–ANN’下頁上頁返回當(dāng)前第35頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)例2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)。解畫出一相計(jì)算圖+_Z1+___++NACBZ1Z2ZNN'下頁上頁返回當(dāng)前第36頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)根據(jù)對(duì)稱性，得B、C相的線電流、相電流：+_Z1下頁上頁返回當(dāng)前第37頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)由此可以畫出相量圖：30o–53.1o–18.4o下頁上頁返回當(dāng)前第38頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)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)象下頁上頁返回當(dāng)前第39頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)負(fù)載各相電壓：三相負(fù)載Za、Zb、Zc不相同。N’+–N+–+–ZNZaZbZc下頁上頁返回當(dāng)前第40頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)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當(dāng)前第41頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)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'下頁上頁返回當(dāng)前第42頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)(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當(dāng)前第43頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)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)，并且中線較粗。(中線一旦斷了，負(fù)載不能正常工作)。下頁上頁返回當(dāng)前第44頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)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下頁上頁返回當(dāng)前第45頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)(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注意下頁上頁返回當(dāng)前第46頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)A’B’C’RRRA’B’C’RRR例1

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)獲取多少功率？解結(jié)論(1)

當(dāng)負(fù)載由Y改接成時(shí)，功率增大3倍。(2)若負(fù)載的相電壓不變，則不論怎樣連接其功率不變。下頁上頁返回當(dāng)前第47頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)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當(dāng)前第48頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)對(duì)稱三相負(fù)載的瞬時(shí)功率下頁上頁返回當(dāng)前第49頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)單相：瞬時(shí)功率脈動(dòng)三相：瞬時(shí)功率恒定wtpo3UIcospwtoUIcos下頁上頁返回當(dāng)前第50頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)2.三相功率的測(cè)量三表法若負(fù)載對(duì)稱，則需一塊表，讀數(shù)乘以3。*三相負(fù)載WABCN*****WW下頁上頁返回當(dāng)前第51頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)二表法測(cè)量線路的接法是將兩個(gè)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）三相三線制*三相負(fù)載WABC***W注意下頁上頁返回當(dāng)前第52頁\共有55頁\編于星期六\11點(diǎn)若W1的讀數(shù)為P