電工技術（第二版）課件第三章 三相交流電路

第三章三相交流電路3.1

三相交流電源3.2

負載星形聯結的三相電路3.3

負載三角形聯結的三相電路3.4

三相電路的功率本章要求:搞清對稱三相負載Y和△聯結時

相線電壓、相線電流關系;掌握三相四線制供電系統(tǒng)中單相及三相負載的正確聯接方法，理解中線的作用;掌握對稱三相電路電壓、電流及功率的計算。CXBAYSN+_+++Z三相交流發(fā)電機示意圖++__eeAX?三相繞組示意圖每相電樞繞組定子轉子(尾端)+e1e2e3A(首端)++––

–XYBCZ第一節(jié)

三相交流電源

一、對稱三相電源三相電壓瞬時表示式相量表示鐵心（作為導磁路經）三相繞組匝數相同空間排列互差120

:直流勵磁的電磁鐵定子轉子發(fā)電機結構相量圖波形圖UBUA..120°120°120°UC.uOuAuBuC2

120°240°360°三相電壓瞬時表示式相量表示對稱三相電動勢的瞬時值之和為0三相交流電到達正最大值的順序稱為相序。最大值相等頻率相同相位互差120°稱為對稱三相電動勢三個正弦交流電動勢滿足以下特征供電系統(tǒng)三相交流電的相序為A

B

C實際電路中通常會以不同顏色區(qū)分三相線黃----A綠-----B紅-----CNBCANABC1.星形連接中性線(零線、地線)中性點端線(相線、火線)在低壓系統(tǒng),中性點通常接地，所以也稱地線。相電壓：端線與中性線間（發(fā)電機每相繞組）的電壓線電壓：端線與端線間的電壓–+–++––+–+–+、Up、Ul

二、三相電源連接線電壓與相電壓的關系根據KVL定律由相量圖可得相量圖30°ANBC+–+–+––+–+–+同理2.三角形連接–++–+L2L1L3–三相負載不對稱三相負載：

不滿足ZA=ZB

=

ZC

如由單相負載組成的三相負載對稱三相負載：ZA=ZB=

ZC

如三相電動機單相負載：只需一相電源供電

。

照明負載、家用電器等負載三相負載：需三相電源同時供電。

三相電動機等第二節(jié)負載星形連接的三相電路三相負載的聯接方式

三相負載也有Y和兩種接法，至于采用哪種方法，要根據負載的額定電壓和電源電壓確定。三相負載的連接原則

(1)電源提供的電壓=負載的額定電壓；

(2)單相負載盡量均衡地分配到三相電源上。AB電源C保險絲三相四線制380/220伏N

額定相電壓為220伏的單相負載

額定線電壓為380伏的三相負載+N'N++–––ZAZBZC線電流：流過端線的電流相電流：流過每相負載的電流結論：負載Y聯結時，線電流等于相電流。Y:三相三線制Y0：三相四線制1.聯結形式N電源中性點N′負載中性點

一、負載的星形聯結2.負載Y聯結的計算負載端的線電壓＝電源線電壓負載的相電壓＝電源相電壓線電流＝相電流Y

聯結時：中線電流負載Y聯結帶中性線時,可將各相分別看作單相電路計算+N'N++–––ZAZBZC+N'N++–––ZAZBZC負載對稱時,中性線無電流,

可省掉中性線。所以負載對稱時，三相電流也對稱。

負載對稱時，只需計算一相電流，其它兩相電流可根據對稱性直接寫出。

二、對稱負載Y聯結的計算ACBNZAZCZB中線電流（1）負載不對稱有中線時，各相單獨計算，如前述。

二、不對稱負載Y聯結的計算（2）負載不對稱無中線時：N+++–––N

RARBRCABC先計算,利用KVL再計算各負載電壓。例1：若RA=RB=RC=5

，求線電流及中性線電流IN;若RA=5,RB=10,RC=20,求線電流及中性線電流IN。

一星形聯結的三相電路，電源電壓對稱。設電源線電

壓。負載為電燈組，N+++–––N

RARBRCABC中性線電流解：已知：(1)線電流

三相對稱N+++–––N

RARBRCABC(2)三相負載不對稱（RA=5

、RB=10

、RC=20

）

分別計算各線電流中性線電流例2：照明系統(tǒng)故障分析解:

(1)

A相短路1)中性線未斷

此時A

相短路電流很大,將A相熔斷絲熔斷,而

B相和C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)A相短路:中性線未斷時，求各相負載電壓；中性線斷開時，求各相負載電壓。

(2)A相斷路:中性線未斷時，求各相負載電壓；中性線斷開時，求各相負載電壓。

RARCRBABNCN

ABNCN′iAiCiB+++–––

此情況下，B相和C相的電燈組由于承受電壓上所加的電壓都超過額定電壓(220V)，這是不允許的。2)A相短路,中性線斷開時,

此時負載中性點N′即為A,因此負載各相電壓為(2)A相斷路2)中性線斷開

B、C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iBCu′Bu′C+––+(b)

RARCRBAL2NCN

B結論

（1）不對稱負載Y聯結又未接中性線時，負載相電壓不再對稱，且負載電阻越大，負載承受的電壓越高。（2）中線的作用：保證星形聯結三相不對稱負載的相電壓對稱。（3）照明負載三相不對稱，必須采用三相四線制供電方式，且中性線（指干線）內不允許接熔斷器或刀閘開關。線電流:

流過端線的電流相電流:

流過每相負載的電流

、、A+++–––BCiAiBiCZCAZABZBC第三節(jié)負載三角形連接的三相電路

二、聯結形式線電流不等于相電流(2)相電流(1)負載相電壓=電源線電壓即:UP

=Ul

一般電源線電壓對稱，因此不論負載是否對稱，負載相電壓始終對稱,即相電流：線電流：UAB=UBC=UCA=Ul=UPA+++–––BCiAiBiCZCAZABZBC

二、分析計算相量圖BCABCA30°負載對稱時,相電流對稱，即BC(3)線電流由相量圖可求得為此線電流也對稱，線電流比相應的相電流滯后30

。BCABCA三相負載的聯接原則負載的額定電壓=電源的線電壓應作

聯結負載的額定電壓=

電源線電壓應作Y聯結

應使加于每相負載上的電壓等于其額定電壓，而與電源的聯接方式無關。

三相電動機繞組可以聯結成星形，也可以聯結成三角形，而照明負載一般都聯結成星形(具有中性線)。無論負載為Y或△聯結，每相有功功率都應為

Pp=Up

Ipcos

p對稱負載聯結時：同理對稱負載Y聯結時：相電壓與相電流的相位差當負載對稱時：P=3UpIpcos

p所以第四節(jié)

三相電路的功率

有一三相電動機,每相的等效電阻R=29,等效感抗XL=21.8,試求下列兩種情況下電動機的相電流、線電流以及從電源輸入的功率，并比較所得的結果：

(1)繞組聯成星形接于Ul=380V的三相電源上;(2)繞組聯成三角形接于Ul=220V的三相電源上。例1:解:(1)(2)

比較(1),(2)的結果:

有的電動機有兩種額定電壓,如220/380V。當電源電壓為380V時,電動機的繞組應聯結成星形；當電源電壓為220V時,電動機的繞組應聯結成三角形。在三角形和星形兩種聯結法中,相電壓、相電流以及功率都未改變，僅三角形聯結情況下的線電流比星形聯結情況下的線電流增大倍。例2:各電阻負載的相電流

由于三相負載對稱，所以只需計算一相，其它兩相可依據對稱性寫出。ABC

線電壓Ul為380V的三相電源上，接有兩組對稱三相電源：一組是三角形聯結的電感性負載，每相阻抗;另一組是星形聯結的電阻性負載，每相電阻R=10,如圖所示。試求：各組負載的相電流；(2)電路線電流；(3)三相有功功率。設解：負載星形聯接時，其線電流為負載三角形聯解時，其相電流為(2)電路線電流一相電壓與電流的相量圖如圖所示一相電壓與電流的相量圖如圖所示(3)三相電路的有功功率-30o-67o-46.7o

三相對稱負載作三角形聯結，Ul=220V，當S1、

S2均閉合時，各電流表讀數均為17.3A，三相功率

P=4.5kW，試求:

1)每相負載的電阻和感抗；

2)S1合、S2斷開時,各電流表讀數和有功功率P；

3)S

1斷、S

2閉合時,各電流表讀數和有功功率P。例3：AZCAAAS1S2ZABZBCCAB或：P=I2RP=UIcos

tg

=XL/R

解：(1)由已知條件可求得AZCAAAS1S2ZABZBCCAB(2)S1閉合、S2斷開時

IA=IC=10AIB

=17.32A

流過電流表A

、C的電流變?yōu)橄嚯娏鱅P，流過電流表B的電流仍為線電流Il

。因為開關S均閉合時

每相有功功率P=1.5kW

當S1合、S2斷時，ZAB、ZBC

的相電壓和相電流不變，則PAB、PBC不變。P=PAB+PBC

=3kWAZCAAAS1S2ZABZBCCABIB

=0A(3)S1斷開、S2閉合時變?yōu)閱蜗嚯娐穁ABZBCZCAACICAIAB

ICA仍為相電流

IP

，

IBC

變?yōu)?/2

IP

。

IAB+IBC

=10A+5A=15A

IBC

變?yōu)?/2

IP，所以負載AB、BC相的功率變?yōu)樵瓉淼?/4

。

P=1/4PAB+1/4PBC+PCA

=0.375W+0.375W+1.5W

=2.25kWAZCAAAS1S2ZABZBCCABIBC

某大樓為日光燈和白熾燈混合照明，需裝40瓦日光燈210盞(cos

1=0.5)，60瓦白熾燈90盞(cos

2=1),

它們的額定電壓都是220V，由380V/220V的電網供電。試分配其負載并指