第9講 三相電路

電工電子技術(shù)

譚甜源、張立宏辦公地點(diǎn)：3教3312

手機(jī)-Mail:tty@QQ:82383235QQ群：

213738876

目前世界上電力系統(tǒng)的供電方式，絕大多數(shù)采用的是三相制。

所謂三相制，是由三個幅值相等、頻率相同、相位互差120

的單相交流電源作為電源的供電體系，簡稱三相電源。由三相電源構(gòu)成的電路，稱為三相交流電路。3.6

三相電路3.6.1三相電路的概念+-+-+-Z1Z2Z3NN/+-+-+-Z1Z2Z3Z0NN/三相三線制用“Y—Y”表示三相四線制用“Y0—Y0”表示ZAZBZCNN/Z0ZAZBZCNN/通常習(xí)慣分別表示為電力生產(chǎn)和應(yīng)用的電力系統(tǒng)可用圖示電路表示1.三相交流電源的產(chǎn)生三相交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造：定子、轉(zhuǎn)子。定子AXYBZCAYBZXC三個定子繞組完全相同，空間位置互差120

3.6.2三相電壓AYBZXC轉(zhuǎn)子繞組通直流，并由機(jī)械力帶動勻速轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子

???

SN+–三相電源電動勢Em

tEA=Em0o.EB=Em-120O.EC=Em120O.Em

t特征：三相對稱電動勢-

幅值相等、頻率相同、相位互差120o。0120o120o120oEA.EB.EC.對稱量的特點(diǎn)三相電壓的相序描述兩個相量的相位關(guān)系用同相、反相、超前和滯后，而描述三相相電壓的相位關(guān)系則用“相序”這個術(shù)語。tuA0120°uBuCuAuCuB目前的相序?yàn)锳-B-C，稱正序。此時的相序?yàn)锳-C-B，稱負(fù)序。若三相相電壓排列為2.電源三相繞組的連接(1)星形連接（Y）中點(diǎn)端線(火線)e1+–e3+–e2+–中線(零線)NA/U1B/V1C/W1X/U2Y/V2Z/W2L1L2L3三相四線制供電方式:端線（L1L2L3）中線：N三相三線制供電方式:端線（L1L2L3）線電壓與相電壓端線(火線)e1+–e3+–e2+–中線(零線)NU1V1W1U2V2W2L1L2L3相電壓：端線與中性線間（發(fā)電機(jī)每相繞組）的電壓線電壓：端線與端線間的電壓、Up、Ul+––++––+–+–+線電壓與相電壓的關(guān)系Ne1+–e3+–e2+–+–+–+––+–+–U1V1W1U2V2W2L1L2L3+相量圖根據(jù)KVL定律由相量圖可得30°30°30°Ne1+–e3+–e2+–+–+–+––+–+–U1V1W1U2V2W2L1L2L3+結(jié)論:線電壓也是對稱的線電壓超前相應(yīng)的相電壓30o30°30°30°相量圖綜述:三相四線制的線電壓和相電壓都是對稱的，以后提到的三相電源的電壓所指的是電源的線電壓。Ne1+–e3+–e2+–+–+–+––+–+–U1V1W1U2V2W2L1L2L3+30°30°30°相量圖(2)三角形連接（Δ）–++–+L2L1L3–直流電源串接不行，交流電源可以，為什么？思考3.6.3三相電路的計(jì)算一般三相電路的計(jì)算，用前面介紹的支路電流法、或結(jié)點(diǎn)電壓法計(jì)算，但若電路對稱，則計(jì)算方法可以簡化。在電路分析中，常利用電路的對稱的特點(diǎn)，簡化計(jì)算。這里介紹對稱三相電路的簡化計(jì)算。實(shí)用的三相電路其電源是對稱的，于是電路的計(jì)算主要與負(fù)載的聯(lián)接方式有關(guān)，故下面分別介紹負(fù)載不同聯(lián)接時的特點(diǎn)。三相負(fù)載不對稱三相負(fù)載：不滿足Z1=Z2

=

Z3

如由單相負(fù)載組成的三相負(fù)載對稱三相負(fù)載：Z1=Z2=

Z3

如三相電動機(jī)三相負(fù)載分類單相負(fù)載：只需一相電源供電

照明負(fù)載、家用電器負(fù)載三相負(fù)載：需三相電源同時供電

三相電動機(jī)等三相負(fù)載的連接

三相負(fù)載也有Y和兩種接法。

1.三相負(fù)載的星形連接（Y）連接形式（三相四線制）Z3Z2Z1N'N+–+–+–NL1L2L3負(fù)載的相電壓：每相負(fù)載兩端的電壓。–+–+–+負(fù)載端的線電壓：負(fù)載一側(cè)端線之間的電壓。1.三相負(fù)載的星形連接（Y）連接形式（三相四線制）Z3Z2Z1N'N+–+–+–NL1L2L3–+–+–+相電流：各相負(fù)載的電流，正方向與相電壓的極性一致。線電流：端線中的電流，正方向從電源流向負(fù)載。中線電流：中線中的電流，正方向從負(fù)載流向電源。三相對稱負(fù)載：各相負(fù)載的大小、性質(zhì)完全相同。(2)負(fù)載Y接三相電路的計(jì)算1)負(fù)載端的相電壓＝電源相電壓線電壓超前相應(yīng)的相電壓30o所以線電壓和相電壓也都是對稱的。相量圖30°2)負(fù)載的線電壓＝電源線電壓Z3Z2Z1N'+–+–+–NL1L2L3–+–+–+U1V1W1U2V2W2N(2)負(fù)載Y接三相電路的計(jì)算3)線電流＝相電流Il=Ip4)中線電流負(fù)載Y接帶中線時,可將各相分別看作單相電路計(jì)算+Z2Z3Z1N'N++–––+Z2Z3Z1N'N++–––(3)

對稱負(fù)載Y接三相電路的計(jì)算對稱負(fù)載：線電流：相量圖所以負(fù)載對稱時，線電流也對稱。負(fù)載對稱時，只需計(jì)算一相電流，其它兩相電流可根據(jù)對稱性直接寫出。負(fù)載對稱時,中線無電流,可省掉中線。（4）三相四線制中線的作用由前面分析可知，當(dāng)負(fù)載對稱時，中線電流為零，中性點(diǎn)間的電壓也為零，負(fù)載上的電壓對稱。要使三相負(fù)載電壓基本對稱，維持正常運(yùn)行，則必須設(shè)置中線，并保證中線絕對暢通。實(shí)際運(yùn)行時，很難保證負(fù)載對稱運(yùn)行，此時中線電流不再為零，中性點(diǎn)間的電壓也不等于零。為此，電力運(yùn)行規(guī)范規(guī)定，中線不經(jīng)過刀閘，中線上不許裝熔斷器（保險(xiǎn)絲）。+Z2Z3Z1N'N++–––求：各相電流?圖示三相電路,每相負(fù)載為,電源電壓對稱，[例3-13]IA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.Uc.W=8LXW=

,

6RUA.UB.UC.感性負(fù)載CI.AI.BI.6+j8220∠0解：以A相為例UA=220∠0V,.IA=＝22∠－53.1UAB.IA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.Uc.UA.UB.UC.感性負(fù)載CI.AI.BI.星形聯(lián)結(jié)有中線且負(fù)載對稱時，僅計(jì)算一相即可。根據(jù)對稱關(guān)系，可得IA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.Uc.UA.UB.UC.感性負(fù)載CI.AI.BI.一星形連接的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)電源線電壓。負(fù)載為例3-14若R1=5,R2=10,R3=20,求中性線暢電燈組，通和斷開時的負(fù)載相電壓、負(fù)載電流及中性線電流。N+++–––N

R1R2R3NL1L2L3+++–––N

R1R2R3NL1L2L3(1)中性線暢通時，各相負(fù)載電壓對稱，其中A相電壓可由線電壓U12推算出來為220∠0°，其它兩相電壓根據(jù)對稱關(guān)系推出，分別為B相電壓220∠-120°，C相電壓220∠120°。中線電流(2)中性線斷開時電源側(cè)仍為三相對稱電壓，其中則節(jié)點(diǎn)電壓負(fù)載電壓NN

RBRC.RA+++++++–––––––解：可見：

1.不對稱三相負(fù)載做星形聯(lián)結(jié)且無中性線時,三相負(fù)載的相電壓不對稱。

2.照明負(fù)載三相不對稱，必須采用三相四線制供電方式，且中性線上不允許接刀閘和熔斷器。（1）連接形式2三相負(fù)載的三角形連接（Δ）Z12Z23Z31L1L2L3負(fù)載的相電壓：每相負(fù)載兩端的電壓。負(fù)載端的線電壓：負(fù)載一側(cè)端線之間的電壓。+–+–+–（1）連接形式2三相負(fù)載的三角形連接（Δ）線電流:

流過端線的電流相電流:

流過每相負(fù)載的電流

、、Z12Z23Z31+++–––L1L2L32)相電流1)相電壓即:UP

=UL一般電源線電壓對稱，因此不論負(fù)載是否對稱，負(fù)載相電壓始終對稱,即：（2）分析計(jì)算U12=U23=U31=Ul=UPZ12Z23Z31+++–––L1L2L3負(fù)載相電壓=電源線電壓負(fù)載對稱時,相電流對稱，即231231231231I12=I23=I31=IP相位互差120oZ12Z23Z31+++–––L1L2L3負(fù)載對稱時3)線電流由相量圖可求得：30°23231231231231線電流比相應(yīng)的相電流滯后30

。所以負(fù)載對稱時，線電流也對稱。例：i1N'i2N'iC解：XLN'L1L2L3Ri1i2XLRXLRXCi3例：解：i1N'i2N'iCXLN'L1L2L3Ri1i2XLRXLRXCi3例2：解：i1N'iCi2N'XLN'L1L2L3Ri1i2XLRXLRXCi33.對稱三相電路的特點(diǎn)2）當(dāng)三相平衡負(fù)載作三角形連接時當(dāng)三相電源對稱、三相負(fù)載平衡時的三相電路稱為對稱三相電路。1）當(dāng)三相平衡負(fù)載作星形連接時3）對稱三相電路可簡化為一相計(jì)算，另外兩相根據(jù)對稱的特點(diǎn)導(dǎo)出。不對稱三相交流電路不對稱——電源對稱，負(fù)載不對稱1.Δ負(fù)載，UP、UL對稱；IP、IL不對稱2.Y負(fù)載有中線，同1，但是IN≠03.Y負(fù)載無中線，UP、IP、IL不對稱，UL對稱三相負(fù)載的聯(lián)接原則負(fù)載的額定電壓=電源的線電壓應(yīng)作

聯(lián)結(jié)負(fù)載的額定電壓=

電源線電壓應(yīng)作Y聯(lián)結(jié)應(yīng)使加于每相負(fù)載上的電壓等于其額定電壓，而與電源的聯(lián)接方式無關(guān)。三相電動機(jī)繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以聯(lián)結(jié)成三角形，而照明負(fù)載一般都聯(lián)結(jié)成星形（具有中性線）。3.6.4三相電路的功率1.一般情況S≠SA+SB+SC2.對稱三相電路P=PA+PB+PC

Q=QA+QB+QCY形連接時△形連接時注意

是相電壓與相電流的相位差角歷屆考題選擇題1、已知某三相四線制電路的線電壓：V，

V，V，當(dāng)t=12s時，三個相電壓之和為()。

(a)380V

(b)

(c)0V

(d)C2、星形連接的對稱三相電源的線電壓與其相應(yīng)的相電壓的關(guān)系是=（）。

(a)(b)(c)(d)D歷屆考題選擇題3、由對稱三相電源向不對稱三相負(fù)載供電的三相四線制電路中，中性線的作用是使負(fù)載的（）。(a)相電壓對稱(b)線電壓對稱(c)線電流對稱(d)相電流對稱5、如圖所示有一不對稱星形負(fù)載接于線電壓為380V的三相四線制電源上，當(dāng)在M點(diǎn)斷開時，U1為()。

(a)220V(b)380V(c)275V(d)165V

A4、如圖所示有一不對稱星形負(fù)載接于線電壓為380V的三相四線制電源上，當(dāng)在M點(diǎn)斷開時，U1為()。

(a)220V(b)380V(c)132V(d)264VDD歷屆考題計(jì)算題一、線電壓UL為380V的三相電源上接有兩組對稱三相負(fù)載：一組是星形聯(lián)接的電阻性負(fù)載，每相電阻ZY=10Ω；另一組是三角形聯(lián)接的電感性負(fù)載，每相阻抗Z⊿=36.3∠37°Ω。試求端線上的線電流和全部負(fù)載的有功功率。解：令全部負(fù)載的有功功率為：三角形聯(lián)接的一組對稱負(fù)載

因此，端線上的線電流ABC則星型聯(lián)接的一組對稱負(fù)載

注意：實(shí)際上：如果ZY=4+j3Ω；Z⊿=10Ω？如果ZY=10Ω；Z⊿=38Ω？歷屆考題計(jì)算題二、圖示三相電路中接有兩組星形負(fù)