第四章 三相正弦交流電路的分析

第四章三相正弦交流電路的分析第一節(jié)三相正弦交流電路的基本概念第二節(jié)對稱三相正弦交流電路的分析第三節(jié)對稱三相正弦交流電路的功率第四節(jié)安全用電簡介第一節(jié)三相正弦交流電路的基本概念一、對稱三相電源二、三相電源的相序三、三相電源的連接四、三相負(fù)載的連接對稱三相電源一、對稱三相電源三相制電源是由三個(gè)頻率相同、幅值相等、相位差均為120o的正弦交流電壓源組成，簡稱為對稱三相電源。對稱電源相量圖一、對稱三相電源對稱電源相量二、三相電源的相序相序：三相電壓達(dá)到最大值或零值的次序稱為相序。正相序：

負(fù)相序：

我國供配電系統(tǒng)中，用的是正相序，并分別用黃（A相）、綠（B相）、紅（C相）三種顏色標(biāo)定三相電源的相序。三、三相電源的連接1.三相電源星形連接Y0連接方式Y(jié)連接方式

三相四線制：三相供電制中用四根聯(lián)線

三相三線制：三相供電制中用三根聯(lián)線

中線：中線點(diǎn)N引出的線稱中線

火線：首端a、b、c引出的線

線電流：火線中的電流

相電流：負(fù)載中通過的電流

線電壓：兩火線間的電位差

相電壓：每相負(fù)載的電位差三、三相電源的連接1.三相電源星形連接

線電壓對稱三相交流電源:

相位差=120

、幅值相等、頻率相同三、三相電源的連接2.三相電源三角形連接

線電壓=相對應(yīng)的相電壓△連接方式四、三相負(fù)載的連接對稱三相電源與對稱三相負(fù)載相連接成的電路稱為對稱三相電路。如對稱三相電源與不對稱三相負(fù)載相連接，則稱為不對稱三相電路。對稱負(fù)載的阻抗關(guān)系為Y連接方式△連接方式四、三相負(fù)載的連接第二節(jié)對稱三相正弦交流電路的分析一、對稱三相Y形連接電路二、對稱三相△形連接電路一、對稱三相Y形連接電路1.基本概念Y-Y連接電路線電壓：相電壓：線電流：相電流：中線電流：單相功率：每相負(fù)載的功率三相電路的功率：三相負(fù)載的總功率1.基本概念Y-Y連接電路負(fù)載Y形連接電路一、對稱三相Y形連接電路UP表示相電壓有效值

在對稱Y-Y系統(tǒng)中:(1)各相電流大小相等，相位上相差120

(2)中線電流為零

(3)線電流等于對應(yīng)的相電流。2.對稱三相Y形連接電路的電流特性一、對稱三相Y形連接電路3.對稱三相Y形連接電路的電壓特性同理一、對稱三相Y形連接電路相電壓3.對稱三相Y形連接電路的電壓特性(1)相電壓對稱

線電壓對稱(2)線電壓Ul

=相電壓的倍=(3)線電壓相位=超前對應(yīng)相電壓相位30

一、對稱三相Y形連接電路例：解：單相分析電路一、對稱三相Y形連接電路試求：（1）三相電路中的相電流和負(fù)載端的線電壓；（2）作電源相電壓、、和負(fù)載端線電壓、線電流的相量圖。對稱性例：解：單相分析電路一、對稱三相Y形連接電路求：負(fù)載端線電壓、線電流的相量圖。對稱性負(fù)載Z上的相電壓負(fù)載端線電壓例：解：一、對稱三相Y形連接電路求：相量圖。1.基本概念二、對稱三相△形連接電路線電流：相電流：單相功率：每相負(fù)載的功率三相電路的功率：三相負(fù)載的總功率線電壓與相電壓：2.電壓特性二、對稱三相△形連接電路(1)各相電壓大小相等，相位上相差120

(2)線電壓等于對應(yīng)的相電壓。線電壓有效值相電壓有效值3.電流特性二、對稱三相△形連接電路3.電流特性二、對稱三相△形連接電路線電流-φZ-φZ-φZ(1)相電流對稱

線電流對稱(2)線電流Il=相電流的倍：(3)線電流相位=滯后對應(yīng)相電流相位30

3.電流特性二、對稱三相△形連接電路-φZ-φZ-φZ例：試求負(fù)載端的線電壓、線電流和負(fù)載中的相電流。解：二、對稱三相△形連接電路例：試求負(fù)載端的線電壓、線電流和負(fù)載中的相電流。解：二、對稱三相△形連接電路例：試求負(fù)載端的線電壓、線電流和負(fù)載中的相電流。解：二、對稱三相△形連接電路第三節(jié)對稱三相正弦交流電路的功率一、對稱三相功率的基本概念二、對稱三相電路的功率分析三、對稱三相電路的分析與計(jì)算一、對稱三相功率的基本概念單相有功功率：功率因數(shù)：是指單相功率的功率因數(shù)單相無功功率：單相視在功率：對稱三相電路的各相功率相等對稱三相電路功率的基本計(jì)算式二、對稱三相電路的功率分析Y形連接△形連接對稱三相電路功率的基本計(jì)算式二、對稱三相電路的功率分析復(fù)功率視在功率例1：解：三、對稱三相電路的分析與計(jì)算試求對稱三相負(fù)載電路的平均功率P、無功功率Q和功率因數(shù)。單相復(fù)功視在功率解：三、對稱三相電路的分析與計(jì)算試求對稱三相負(fù)載電路的平均功率P、無功功率Q和功率因數(shù)。三相復(fù)功視在功率例1：例2：解：三、對稱三相電路的分析與計(jì)算當(dāng)對稱三相感性負(fù)載工作在額定線電壓380V條件下時(shí)，其對稱三相感性負(fù)載的額定有功功率為20kW、額定功率因數(shù)cosφ=0.8。當(dāng)對稱三相感性負(fù)載接入如圖所示電路時(shí)，已知輸電線阻抗ZL=(2+j8)Ω，對稱三相電源相電壓為220V。試求如圖所示電路中，感性負(fù)載端的線電壓和電源端的功率因數(shù)。例2：解：三、對稱三相電路的分析與計(jì)算試求如圖所示電路中，感性負(fù)載端的線電壓和電源端的功率因數(shù)。三相感性負(fù)載Y形連接等效單相電路Y形連接等效單相電路解：三、對稱三相電路的分析與計(jì)算三相感性負(fù)載Y形連接等效單相電路因?yàn)槭歉行载?fù)載，所以阻抗ZY為在額定值工作條件下，設(shè)對稱三相負(fù)載為Y形連接電路，其A相額定相電壓為例2：解：三、對稱三相電路的分析與計(jì)算試求如圖所示電路中，感性負(fù)載端的線電壓和電源端的功率因數(shù)。Y形連接等效單相電路負(fù)載端的相電壓例2：解：三、對稱三相電路的分析與計(jì)算試求如圖所示電路中，感性負(fù)載端的線電壓和電源端的功率因數(shù)。電源端的功率因數(shù)感性負(fù)載端的線電壓負(fù)載端的相電壓第四節(jié)安全用電簡介一、電擊與預(yù)防二、接地與接零安全用電簡介

“安全用電”主要是指“人身安全”和“設(shè)備安全”，特別是在三相交流電及電器用電時(shí)，安全用電是要注意的一個(gè)重要問題。

當(dāng)人身體觸摸電壓形成電位差時(shí)，人的身體則提供了一條電流通路，而電流會(huì)對人體產(chǎn)生電擊，造成觸電者受傷甚至死亡；當(dāng)電氣設(shè)備因超過其額定值的電壓或其他原因發(fā)生故障時(shí)，不僅會(huì)損壞設(shè)備，而且可能會(huì)引起火災(zāi)，甚至危害人的生命。一、電擊與預(yù)防1.電擊

電擊：指電流通過人體，使人體內(nèi)部器官組織受到損傷。即通過人體的電流（注意:不是電壓）是產(chǎn)生電擊的原因。

電流對人體的影響取決于電流的大小和電流流過人體的路徑，流經(jīng)人體的電流越大，傷害的程度就越嚴(yán)重，使人致命的電流約為50

mA。觸電傷害的程度還與電源的頻率有關(guān)，當(dāng)電源頻率為40～60Hz時(shí)，電流對人體的傷害程度最為嚴(yán)重。電傷：指在電弧作用下，對人體外部的灼傷。一、電擊與預(yù)防1.電擊人體電阻一般為10～50kΩ，并與測量部位和皮膚潮濕程度等有關(guān)。(1)當(dāng)皮膚處于潮濕狀態(tài)時(shí)，人體電阻為1kΩ左右；(2)當(dāng)皮膚受損傷時(shí)，人體電阻為100Ω左右。(3)注意：人體觸電時(shí)人體電阻值不是固定的，會(huì)隨著電壓和觸電時(shí)間的增加而減小。一、電擊與預(yù)防2.安全預(yù)防措施（1）在操作電子設(shè)備和電氣裝置時(shí)，根據(jù)用電環(huán)境的不同，我國規(guī)定的安全電壓為：①在木板或瓷塊結(jié)構(gòu)等危險(xiǎn)性較低的建筑物中，規(guī)定為36

V；②在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等具有危險(xiǎn)性的建筑物中，規(guī)定為24

V；③在化工車間、金屬結(jié)構(gòu)等危險(xiǎn)的建筑物中，規(guī)定為12

V。一、電擊與預(yù)防2.安全預(yù)防措施（2）為了防止人身觸電事故的發(fā)生，要求供電人員和用電人員要嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程：

①一般不允許帶電作業(yè)（高壓帶電作業(yè)例外，它有專用安全設(shè)施、操作規(guī)程和批準(zhǔn)程序）。

②停電作業(yè)時(shí)，電氣設(shè)備和線路的兩端要求三相用導(dǎo)線短路并接地，停電設(shè)施要有醒目的不準(zhǔn)合閘的警告牌。

③

電氣設(shè)備要嚴(yán)格按有關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行接地和接零保護(hù)。二、接地與接零接地：將電氣設(shè)備的任何部分與大地做良好的電氣連接。按接地的目的不同，主要可分為三種：

工作接地、保護(hù)接地和保護(hù)接零。二、接地與接零(1)工作接地

為保證電力系統(tǒng)安全正常運(yùn)行，將三相電源的中點(diǎn)接地。工作接地目的是：（1）降低觸電電壓。（2）迅速切斷故障設(shè)備。（3）降低電氣設(shè)備對地絕緣水平。二、接地與接零(2)保護(hù)接地將正常情況下不帶電的電氣設(shè)備的金屬外殼接地。保護(hù)接地多用于電源中點(diǎn)不接地的低壓系統(tǒng)及高壓電氣設(shè)備。二、接地與接零(3)保護(hù)接零電氣設(shè)備的金屬外殼或金屬構(gòu)架與零線相接。保護(hù)接零適用于中點(diǎn)接地的低壓系統(tǒng)。

對于中點(diǎn)接地的三相四線制系統(tǒng)，只能采取保護(hù)接零而不能采用保護(hù)接地二、接地與接零(4)特殊設(shè)備的接地與接零（1）礦井和坑道中的電氣設(shè)備一般不允許采用中點(diǎn)接地系統(tǒng)，所有電氣設(shè)備的外殼均應(yīng)接地。

為確保安全，設(shè)備常裝設(shè)故障自動(dòng)切除