電路 第十二章-A

第12章三相電路三相電路12.1線電壓(電流)與相電壓(電流)的關(guān)系12.2對稱三相電路的計(jì)算12.3不對稱三相電路的概念12.4三相電路的功率12.5首頁本章內(nèi)容重點(diǎn)

1.三相電路的基本概念

2.對稱三相電路的分析

3.三相電路的功率返回

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：比單相電源可提高功率50％；輸電方面：比單相輸電節(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：三相變壓器比單相變壓器經(jīng)濟(jì)且便于接入負(fù)載；

用電設(shè)備：結(jié)構(gòu)簡單、成本低、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便。

返回三相電路的特殊性（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1.對稱三相電源的產(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)動時，在三相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，從而形成對稱三相電源。三相同步發(fā)電機(jī)示意圖

對稱三相電源：三個頻率相同、振幅相同、相位彼此相差1200的正弦電源。NSooIwAZBXCY下頁上頁返回下頁上頁返回瞬時值表達(dá)式波形圖A、B、C

三端稱為始端，X、Y、Z

三端稱為末端。u

tuAuBuCoA+–XuAB+–YuBC+–ZuC下頁上頁返回相量表示120°120°120°對稱三相電源的特點(diǎn)下頁上頁返回正序：A—B—C—A負(fù)序：A—C—B—AABC以后如果不加說明，一般都認(rèn)為是正相序。ABC三相電源各相經(jīng)過同一值(如最大值)的先后順序。對稱三相電源的相序下頁上頁返回2.三相電源的聯(lián)接N：表示中性點(diǎn)。（1）星形聯(lián)接(Y聯(lián)接)+–ANX+–BY+–CZ++–+–ABCN-下頁上頁返回（2）三角形聯(lián)接(

聯(lián)接)三角形聯(lián)接中沒有中點(diǎn)。注意+–AXBYCZ+–+–+–X+–+–CYZABC下頁上頁返回3.三相負(fù)載及其聯(lián)接(1)星形聯(lián)接稱三相對稱負(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。A'B'C'N'ZAZCZBA'B'C'N'ZAZCZB下頁上頁返回(2)

三角形聯(lián)接A'B'C'ZBCZCAZABA'B'C'ZBCZCAZAB稱三相對稱負(fù)載下頁上頁返回4.三相電路由對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)載都對稱時，稱為對稱三相電路。注意下頁上頁返回三相四線制Y△YYZZZN’+–AN+–B+–CZZZ+–A+–B+–C三相三線制下頁上頁返回1.名詞介紹+–ANX+–BY+–CZ+–AXBYCZ+–+–端線(火線)：始端A,B,C

三端引出線。中（性）線：中性點(diǎn)N引出線，

連接無中線?！?2-2線電壓(電流)與相電壓(電流)的關(guān)系相電壓：每相電源的電壓。線電壓：端線與端線之間的電壓。+–AXBYCZ+–+–+–ANX+–BY+–CZ⑥線電流：流過端線的電流。相電流：流過每相電源的電流。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。+-+-Y聯(lián)接2.相電壓和線電壓的關(guān)系+–A+–B+–CN30o30o30o也可利用相量圖式中依據(jù)KVL：線電壓對稱(大小相等，相位互差120o)一般表示為：30o30o30o下頁上頁返回對Y聯(lián)接的對稱三相電源：(1)相電壓對稱，則線電壓也對稱；(3)

線電壓相位領(lǐng)先對應(yīng)相電壓30o。結(jié)論

聯(lián)接線電壓等于對應(yīng)的相電壓以上關(guān)于線電壓和相電壓的關(guān)系也適用于對稱星型負(fù)載和三角型負(fù)載。注意+–AXBYCZ+–+–下頁上頁返回結(jié)論對

聯(lián)接的對稱三相電源：2.相電流和線電流的關(guān)系Y聯(lián)接時，線電流等于相電流。ZZZN’+–N+–+–Y聯(lián)接結(jié)論下頁上頁返回30o30o30oZZZ+–A+–B+–Ccab

聯(lián)接結(jié)論△聯(lián)接的對稱電路：(2)

線電流相位滯后對應(yīng)相電流30o。

30o30o30o依據(jù)KCL：線電流相電流13.3對稱三相電路的計(jì)算對稱三相電路由于電源對稱、負(fù)載對稱、線路對稱，因而可以引入一特殊的計(jì)算方法。1.Y–Y聯(lián)接ZZZN’+–N+–+–ZN圖(a)三相四線制電路（有中性線阻抗）Z為負(fù)載ZN為中性線阻抗ZZZN’+–N+–+–ZN以N點(diǎn)為參考點(diǎn)，對N’點(diǎn)列寫結(jié)點(diǎn)方程：結(jié)論因N，N’兩點(diǎn)等電位，可將其短路，這樣便可將三相電路分解為三個獨(dú)立的單相電路。ZZZN’+–N+–+–ZN三相對稱電路的計(jì)算化為單相電路的計(jì)算。方法A相計(jì)算電路+–ANN’Z計(jì)算A相電流：由于為對稱三相電流，由對稱關(guān)系遞推出B、C相電流：

ZZZ+–N+–+–ABCN’圖(b)三相四線制電路（無中性線阻抗）ZZZN’+–N+–+–圖(c)三相三線制電路計(jì)算A相電流：由對稱關(guān)系遞推出B、C相電流：

無論有無中線、中線阻抗ZN為何值，電源中點(diǎn)與負(fù)載中點(diǎn)總是等電位；各相電壓、電流都是對稱的，可采用一相（A相）等效電路計(jì)算。其它兩相的電壓、電流可按對稱關(guān)系直接寫出。結(jié)論在對稱三相電路中：教材P307例12-1（對稱Y–Y聯(lián)接）已知：求：負(fù)載中各電流相量。ZZZN’+–N+–+–ZNZ1Z1Z1解：所以由單相（A相）計(jì)算電路，可求得根據(jù)對稱性，可寫出2.Y–

聯(lián)接解法1cab+–+–+–ZZZZ/3Z/3Z/3N’cbaZZZ+–A+–B+–Ccab已知：UAB=380V設(shè)(step1)求：負(fù)載相電流及線電流。aZ/3A相計(jì)算電路+–ANN’(Step2)Z/3Z/3Z/3N’+–N+–+–abc由對稱性，得出其它兩個負(fù)載Z的線電流:ZZZ+–A+–B+–Ccab原電路(step3)由原電路，畫出相量圖，求出a相負(fù)載Z的相電流和相電壓：30o30o30o由對稱性，得出b、c相電流和相電壓:解法2ZZZ+–A+–B+–Ccab相電流：線電流：30o30o30o30o

設(shè)(1)將電路化為等值Y—Y接電路；

(2)連接負(fù)載和電源中點(diǎn)，中線上阻抗一律不計(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接時線量、相量之間的關(guān)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。

對稱三相電路的一般計(jì)算方法:小結(jié)下頁上頁返回教材P307例12-2ZZZ+–A+–B+–CcabZ1Z1Z1已知：對稱三相電路求：負(fù)載端線電流、相電流，線電壓、相電壓相量。Z/3Z/3Z/3N’+–N+–+–Z1Z1Z1abcABC解：所以由單相（A相）計(jì)算電路，可求得令根據(jù)對稱性，可寫出負(fù)載Z的其余線電流：ZZZ+–A+–B+–CcabZ1Z1Z1Z/3Z/3Z/3N’+–N+–+–Z1Z1Z1abcABC30o30o30o原電路由原電路畫出相量圖，根據(jù)接負(fù)載相電流和線電流關(guān)系可得到負(fù)載Z的相電流：ZZZ+–A+–B+–CcabZ1Z1Z1原電路負(fù)載Z的相電壓（也是線電壓）：負(fù)載Z的相電流：電源不對稱（不對稱程度小，系統(tǒng)保證其對稱)。電路參數(shù)(負(fù)載)不對稱情況很多。電源對稱，負(fù)載不對稱(低壓電力網(wǎng))。分析方法不對稱復(fù)雜交流電路分析方法。主要了解：中性點(diǎn)位移。12.4不對稱三相電路的概念討論對象///負(fù)載各相電壓：三相負(fù)載Za、Zb、Zc不相同。N’+–N+–+–ZNZaZbZcABC負(fù)載中點(diǎn)與電源中點(diǎn)不重合。當(dāng)中點(diǎn)位移較大時，會造成負(fù)載相電壓嚴(yán)重不對稱，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N’+–N+–+–ZNZaZbZcABC例1(1)

正常情況下，三相四線制，中線阻抗約為零。每相負(fù)載的工作情況相對獨(dú)立。(2)

若三相三線制,設(shè)A相斷路(三相不對稱)燈泡電壓低，燈光昏暗。ACBN'照明電路：ACBNN'(3)A相短路超過燈泡的額定電壓，燈泡可能燒壞。ACBN'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，使其接近對稱情況。結(jié)論中線不裝保險(xiǎn)，并且中線較粗。一是減少損耗，二是加強(qiáng)強(qiáng)度。負(fù)載不對稱，，中線中有電流。1.對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#(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)，在對稱三相制中有

cos

A=cos

B=cos

C=cos

。(3)

公式計(jì)算電源發(fā)出的功率(或負(fù)載吸收的功率)——指三相總和。A’B’C’ZZZ注意②對稱三相負(fù)載的瞬時功率單相：瞬時功率脈動三相：瞬時功率恒定wtpo3UIcos

pwtoUIcos

2.三相功率的測量三表法若負(fù)載對稱，則需一塊表，讀數(shù)乘以

3。三相四線制*三相負(fù)載WABCN*****WW二表法（1）將兩個功率表的電流線圈串到任意兩條端線中，電流線圈的＊端接在電源側(cè)；（2）電壓線圈的＊端與各自的電流線圈＊端相連，電壓線圈的非＊端接到第三條端線上。（有三種接線方式）三相三線制*三相負(fù)載WABC***W注意若W1的讀數(shù)為P1,W2的讀數(shù)為P2

，則三相總功率為：P=P1+P2*W1ABC***W2三相負(fù)載*W1ABC***W2三相負(fù)載*W1ABC***W2三相負(fù)載證明：

因△負(fù)載可以變?yōu)閅，故上述結(jié)論仍成立。設(shè)負(fù)載是Y型聯(lián)接iAACBiBiCNZAZBZC注意*W1ABC***W2三相負(fù)載只有在三相三線制條件下，才能用二表法；4.按正確極性接線時，若出現(xiàn)一個表指針反轉(zhuǎn)即讀數(shù)為負(fù)，將其電流線圈極性反接使指針指向正數(shù)，但此時讀數(shù)應(yīng)記為負(fù)值。3.兩表讀數(shù)的代數(shù)和為三相總