三相電解析課件

第12章三相電路12.1三相電源

12.2對稱三相電路12.3不對稱三相電路示例12.4三相電路的功率本章重點第12章三相電路12.1三相電源12.2對稱三相1本章重點對稱三相電路在不同聯(lián)接方式下，相電壓與線電壓、相電流與線電流的關系。對稱三相電路的抽單相計算方法。不對稱三相電路的計算。三相電路功率的計算與量測。本章重點對稱三相電路在不同聯(lián)接方式下，對稱三2一、對稱三相電源的產(chǎn)生轉子：特殊形狀的電磁鐵（B正弦分布）三相同步發(fā)電機示意圖12.1三相電源（Three-PhaseSources）定子：完全相同三個繞組在空間互差120o設：A、B、C為始端,X、Y、Z為末端SNooIwAZBXCYt1.對稱三相電源的產(chǎn)生當轉子以角速度轉動時，三個線圈中便產(chǎn)生感應電動勢。AXBYCZeAeBeC一、對稱三相電源的產(chǎn)生轉子：特殊形狀的電磁鐵（B正弦分布）三3三個線圈中感應電動勢特點:A+–XuAB+–YuBC+–ZuC三相電源符號三個線圈中感應電動勢特點:A+–XuAB+–YuBC+–Zu4a.瞬時值表達式A+–XuAB+–YuBC+–ZuCb.波形圖t0uAuBuuC2.對稱三相電源的表示a.瞬時值表達式A+–XuAB+–YuBC+–ZuCb.5c.相量表示3.對稱三相電源的特點120°120°120°c.相量表示3.對稱三相電源的特點120°120°1206正序（positivesequence）A-B-C-A以后如果不加說明，一般都認為是正相序。4.對稱三相電源的相序（phasesequence）：每相電源經(jīng)過同一值（如最大值）的先后順序。負序（negativesequence）A-C-B-AABC電壓相量圖ACB電壓相量圖正序（positivesequence）以后如果不加說明，7二、對稱三相電源的聯(lián)接三個繞組的末端X，Y，Z接在一起，從始端A，B，C引出線。名詞介紹：②中線：X，Y，Z連接點引出線。1.星形聯(lián)接(Y接)A+–X+–+–BCYZABCN

③線電壓(linevoltage)：火線與火線之間的電壓相電壓(phasevoltage)：每相電源(負載)的電壓①火線(端線)：A，B，C三端引出線。二、對稱三相電源的聯(lián)接三個繞組的末端X，Y8Y接三相電源的線電壓與相電壓的關系A+–X+–+–BCYZABCN則：Y接三相電源的線電壓與相電壓的關系A+–X+–+–BCYZ9利用相量圖得到相電壓和線電壓之間的關系：線電壓對稱(大小相等，相位互差120o)30o30o30o利用相量圖得到相電壓和線電壓之間的關系：線電壓對稱(大小相等10三個單相電源首尾相接，由三個連接點引出三條線。注意：始端末端要依次相連不能搞錯。I=0，接電源中不會產(chǎn)生環(huán)流。思考：會否將電源毀壞？2.三角形聯(lián)接(接)A+–X+–+–BCYZABC不會.三個單相電源首尾相接，由三個連接點引出三條線。注意：始端末端11若C相接反時I0,接電源中將會產(chǎn)生環(huán)流。思考：如何保證不接錯？正確接法接反了若C相接反時I0,接電源中將會產(chǎn)生環(huán)流。思考：12一、Y－Y接對稱三相電路的計算12.2對稱三相電路的計算

+_+__+NnZZZZlZlZlZN對稱三相電路(symmetricalthree-phasecircuit):電源對稱,負載對稱,火線阻抗相等的三相電路。相電流(phasecurrent)：流過每相電源(負載)的電流線電流(linecurrent)：流過火線的電流線電流與對應的相電流相同名詞介紹：一、Y－Y接對稱三相電路的計算12.2對稱三相電路的計13一、Y－Y接對稱三相電路的計算12.2對稱三相電路的計算

+_+__+NnZZZZlZlZlZN線電流與對應的相電流相同+–A+–BN+–CZlZlZlZZZn一、Y－Y接對稱三相電路的計算12.2對稱三相電路的計14+_+__+NnZZZZlZlZlZN則三相負載電流為:由節(jié)點方程解得:三相相(線)電流對稱以N點為參考點,列寫節(jié)點方程N+–AnZZlNZN+–A+–B+–CZlZlZlZZZn+_+__+NnZZZZlZlZlZN則三相負載電流為:由節(jié)15（3）每相計算具有獨立性。電路特點：（1）各相電壓、電流都是對稱的；對電路情況沒有影響；即（2）中線無電流對稱三相電路的計算抽單相計算歸結為（3）由對稱性推出其它二相的電壓、電流。Y接對稱三相電路的抽單相計算步驟：（1）以一相為例（一般為A相），畫單相計算電路。（2）由單相計算電路計算待求的電壓、電流。+–A+–B+–CZlZlZlZZZnN+–AnZZlN（3）每相計算具有獨立性。電路特點：（1）各相電壓、電16解：例已知對稱三相電源線電壓為380V，Z=6.4+j4.8，Zl=3+j4。求負載Z的相電壓和電流。ABCZZZZlZlZln設三相電源用Y接電源替代，保證其線電壓等于380V。+–A+–B+–CZlZlZlZZZnNabc解：例已知對稱三相電源線電壓為380V，Z=6.4+j4.817取A相計算電路負載Z的三相相電壓為：流過負載Z的電流A相為：由對稱性得其它二相電流+–AnZZlNa取A相計算電路負載Z的三相相電壓為：流過負載Z的電流A相為：18二、Y–接對稱三相電路的計算負載上相電壓與線電壓相等計算相電流思考：如何求線電流？+_+__+NZZZABCabc二、Y–接對稱三相電路的計算負載上相電壓與線電壓相等計算相19利用相量圖得到相電流和線電流之間的關系：

線電流大小是相電流的倍，相位落后相應相電流30°。線電流為30o30o30o利用相量圖得到相電流和線電流之間的關系：線電流大小是相電流20上述電路也可用抽單相法進行計算+–ANnaZ/3+_+__+NZZZABCabcn上述電路也可用抽單相法進行計算+–ANnaZ/3+_+__+21三、電源為接時的對稱三相電路的計算（–Y）（1）將接電源用Y接電源替代，保證其線電壓相等。+–+–+–ABC+–+–+–ABCN（2）根據(jù)前述Y–Y，Y–接方法計算各待求量。三、電源為接時的對稱三相電路的計算（–Y）（1）將接22b+++___ACBZZlZlZlZZac四、–接對稱三相電路的計算（1）化為等效的Y－Y接電路。（2）畫一相計算電路,求一相電壓、電流。（3）由對稱性得其它二相電壓、電流。+–ANnaZ/3Zlb+++___ACBZZlZlZlZZac四、–接對稱三23（1）將三相電源、負載都化為等值Y－Y接電路；（2）連接各負載和電源中點，中線上若有阻抗則不計；（3）畫出單相計算電路，求出一相的電壓、電流。（4）根據(jù)、Y接線（相）電壓及線（相）電流之間的關系，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。五、一般對稱三相電路的計算（1）將三相電源、負載都化為等值Y－Y接電路；（2）連接24例1（1）電源等效為Y接三相電源解：+++___Z2ABCZ1Z1Z1Z2Z2Z4Z4Z4Z3Z3Z3···例1（1）電源等效為Y接三相電源解：+++___Z2AB25（2）負載化為Y接Z1Z1Z1Z3Z3Z3ABC+++___Z4/3Z4/3Z4/3Z2/3連接電源和負載中點（2）負載化為Y接Z1Z1Z1Z3Z3Z3ABC+++__26（3）取A相計算電路+_Z1Z3Z2/3Z4/3（4）（5）（3）取A相計算電路+_Z1Z3Z2/3Z4/3（4）（527例2

如圖對稱三相電路，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，并定性畫出相量圖(以A相為例)。+___++NACBZ1Z2ZNABC+++___Z4/3Z4/3Z4/3Z2/3N+_Z1例2如圖對稱三相電路，電源線電壓為380V，|Z1|=1028根據(jù)對稱性，得B、C相的線電流、相電流+_Z1取A相計算電路根據(jù)對稱性，得B、C相的線電流、相電流+_Z1取A相計算電路29由此可以畫出相量圖（A相為例）–18.4o–53.1o30o由此可以畫出相量圖（A相為例）–18.4o–53.1o30o30電源不對稱，程度?。ㄓ上到y(tǒng)保證）。電路參數(shù)(負載)不對稱，情況很多。討論對象：電源對稱，負載不對稱（低壓電力網(wǎng)）。不對稱復雜交流電路分析方法不能抽單相分析方法主要了解：中性點（neutralpoint）位移。12.3不對稱三相電路示例

電源不對稱，程度?。ㄓ上到y(tǒng)保證）。電路參數(shù)(負載)不對稱，31(1)S打開（無中線情況）+_+__+NZaZbZcSABCZaZb

Zc三相電源對稱，負載不對稱由節(jié)點法得:負載中點N的電位與電源中點N的電位不相等，這個現(xiàn)象稱為中點位移。(1)S打開（無中線情況）+_+__+NZaZbZcSA32相量圖··三相負載上的相電壓,所以負載三相電壓不對稱由于相量圖··三相負載上的相電壓,所以負載三相電壓不對稱由于33+_+__+NZaZbZcSABCZaZb

Zc三相電源對稱，負載不對稱負載電流三相電流不對稱+_+__+NZaZbZcSABCZaZbZc三相電源34中線電流負載三相電壓為電源三相電壓負載電流由于ZaZb

Zc，故三相電流不對稱(2)S閉合（有中線情況）+_+__+NZaZbZcSABCZaZb

Zc三相電源對稱，負載不對稱中線電流負載三相電壓為電源三相電壓負載電流由于ZaZb35例相序儀電路測相序方法:A－B－C－A將相序儀三端分別接至電源三端，若設接電容一相為A相，則燈亮的為B相，燈暗的為C相。設三相對稱電源為分析其原理ACBRCR例相序儀電路測相序方法:A－B－C－A36令1/(wC)=RACBRCR+–+–+–NB相燈亮，C相燈暗令1/(wC)=RACBRCR+–+–+–NB相燈亮，C371.對稱三相電路的平均功率P12.4

三相電路的功率

對稱三相負載Z三相總功率

P=3Pp=3UpIpcos用線電壓、線電流表示三相總功率

1.對稱三相電路的平均功率P12.4三相電路的功率對稱38注意：（1）為相電壓與相電流的相位差角（每相阻抗的阻抗角）。（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注意：（1）為相電壓與相電流的相位差角（每相阻抗的阻抗393.視在功率4.瞬時功率功率因數(shù)也可定義為

cos=P/S（不對稱時無意義）3.視在功率4.瞬時功率功率因數(shù)也可定義為40單相：瞬時功率脈動三相：瞬時功率平穩(wěn)wtp03UIcospwt0UIcos對稱三相電路的瞬時功率為常數(shù)單相：瞬時功率脈動三相：瞬時功率平穩(wěn)wtp03UIcosp41CABZZZ應用：電動機Y降壓起動。結論：線電壓不變時CABZZZ應用：電動機Y降壓起動。結論：線電壓不變時425.三相功率的測量（對稱、不對稱）（1）三表法：若負載對稱，則需一塊表，讀數(shù)乘以3。*三相負載WWWABCN*****5.三相功率的測量（對稱、不對稱）（1）三表法：若負載對稱43（2）二表法：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。三相負載W1ABC****W2（2）二表法：若W1的讀數(shù)為P1，W2的讀數(shù)為P2，則44證明：（設負載為Y接）兩個功率表的讀數(shù)的代數(shù)和就是三相總功率。p=uANiA+uBNiB+uCNiC

iA+

iB+

iC=0(KCL)

iC=–(iA+

iB)

p=(uAN–

uCN)iA+(uBN–

uCN)

iB

=uACiA+uBCiB

P=UACIAcos1+UBCIBcos2

iAACBiBiCN1

:uAC與iA的相位差，2

:uBC與iB的相位差。

證明：（設負載為Y接）兩個功率表的讀數(shù)的代數(shù)和就是三相總功率451.只有在iA+iB+iC=0這個條件下，才能用二表法。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。3.兩表法測三相功率的接線方式有三種，注意功率表的極性端的正確接法。4.按正確極性接線時，二表中可能有一塊表的讀數(shù)為負。W1ABC****W2共C****ABCW2W1共AW1ABC****W2共B1.只有在iA+iB+iC=0這個條件下，才能用二表法46P=P1+P2=UACIAcos1+UBCIBcos21=30–2=30+

以對稱三相負載，功率表共C接法為例討論有一塊表的讀數(shù)為負時的情形30o