電路第10章 三相電路

由三相電源供電的電路，稱為三相電路。三相電力系統(tǒng)具有很多優(yōu)點，為各國廣泛采用。在發(fā)電方面，相同尺寸的三相發(fā)電機比單相發(fā)電機的輸出功率大；在輸電方面，三相系統(tǒng)比單相系統(tǒng)節(jié)省傳輸線；在用電方面，三相電動機結(jié)構(gòu)簡單，運行平穩(wěn)可靠。

概述第10章三相電路第10章

三相電路Three-PhaseACCircuit第10章

三相電路Three-PhaseACCircuit

10.1三相電源10.2負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路10.3負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路10.4三相電路的功率10.5三相功率的測量第10章三相電路10.1三相電源一、三相電壓二、三相電壓的相序三、三相交流電源的連接10.1三相電源10.1三相電源一、三相電壓指三個最大值相等，角頻率相同而初相位不同的正弦電壓若初相互差時，則稱為對稱三相電壓以uA為參考正弦量，它們的瞬時值表達式為：

式中ω為正弦電壓變化的角頻率，Um為相電壓幅值10.1三相電源

有效值相量表示為：10.1三相電源若將一組對稱三相電壓作為一組電源的輸出，則構(gòu)成一組對稱三相電源+_..AXA相+_..BYB相+_..CZC相

A、B、C為始端，X、Y、Z為末端10.1三相電源其波形如下圖所示：u0對稱三相電源的三個相電壓瞬時值之和為零：uA+uB

+uC＝0相量表示式及相互關(guān)系10.1三相電源有效值相量表示為：對稱三相電源的三個相電壓相量之和為零：二、三相電源的相序A—B—C—A…順序、正序10.1三相電源對稱三相電壓各相相電壓到達正（負(fù)）最大值的先后次序

Um

oωtu2πA—C—B—A…逆序、負(fù)序10.1三相電源對稱三相電壓各相相電壓到達正（負(fù)）最大值的先后次序

Um

oωtu2π二、三相電源的相序本章無特殊說明，三相電源的相序均是順序10.1三相電源1.對稱三相電路的星形聯(lián)結(jié).+_+_+_ABC.ZZZA’B’C’N’N二、三相電源的相序接地端接零線端單相插座單相插座三相插座10.1三相電源接相線端10.1三相電源

常用術(shù)語

端線：由電源始端引出的聯(lián)接線

中線：聯(lián)接N、N’的聯(lián)接線

相電壓：每相電源（負(fù)載）的端電壓

線電壓：兩端線之間的電壓

相電流：流過每相電源（負(fù)載）的電流

線電流：流過端線的電流

中線電流：流過中線的電流10.1三相電源

線電壓與相電壓的關(guān)系10.1三相電源

線電壓與相電壓的關(guān)系相電壓對稱，線電壓也對稱

線電壓超前對應(yīng)相電壓在日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，低壓用戶的電壓等級大多為10.1三相電源

線電流與相電流的關(guān)系10.1三相電源2.對稱三相電路的三角形聯(lián)結(jié)+_+_+_ABCZZZA’B’C’......10.1三相電源

必須注意：如果任何一相電源接法相反，三個相電壓之和將不為零，在三角形聯(lián)接的閉合回路中將產(chǎn)生很大的環(huán)行電流，造成嚴(yán)重惡果

線電壓與相電壓的關(guān)系：短路+–U三個電源串接能否造成短路？直流電源行嗎？問題討論???+++---UUU直流電源串接不行，三相交流電源可以，為什么？10.1三相電源AA?XYCBZBC??＋＋＋－－－問題討論10.1三相電源AA?XYCBZBC??＋＋＋－－－三個電源的電壓任何瞬間相加均為零。uA+uB

+uC＝0

必須注意：如果任何一相電源接法相反，三個相電壓之和將不為零，在三角形聯(lián)接的閉合回路中將產(chǎn)生很大的環(huán)行電流，造成嚴(yán)重惡果

10.1三相電源

線電流與相電流的關(guān)系10.1三相電源

線電流與相電流的關(guān)系相電流對稱，線電流也對稱

線電流滯后對應(yīng)相電流10.1三相電源線電壓與相電壓的關(guān)系相電壓對稱，線電壓也對稱

線電壓超前對應(yīng)相電壓線電流與相電流的關(guān)系

星形聯(lián)結(jié)10.1三相電源線電流與相電流的關(guān)系相電流對稱，線電流也對稱

線電流滯后對應(yīng)相電流線電壓與相電壓的關(guān)系

三角形聯(lián)結(jié)10.2負(fù)載星形（Y）聯(lián)結(jié)的三相電路10.2負(fù)載星形（Y）聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載星形接法時，可分下面四種情況分析：

有中線對稱、有中線不對稱、無中線對稱、無中線不對稱.+_+_+_ABC.ZZZA’B’C’N’N10.2負(fù)載星形（Y）聯(lián)結(jié)的三相電路

1.三相四線制(對稱三相電路).+_+_+_ABC.ZZZA’B’C’N’NZlZNZlZl10.2負(fù)載星形（Y）聯(lián)結(jié)的三相電路

1.三相四線制(對稱三相電路)10.2負(fù)載星形（Y）聯(lián)結(jié)的三相電路一相計算等效電路中線阻抗不起作用

Zl+_+_ZA’N’AN10.2負(fù)載星形（Y）聯(lián)結(jié)的三相電路

2.三相三線制（對稱三相電路）

,其余與四線相同.+_+_+_ABC.ZZZA’B’C’N’NZlZlZl10.2負(fù)載星形（Y）聯(lián)結(jié)的三相電路

3.三相四線制（不對稱三相電路）

特點：三相相互獨立，互不影響

.+_+_+_ABC.ZAZCZBA’B’C’N’N10.2負(fù)載星形（Y）聯(lián)結(jié)的三相電路

上式表明：中線上有電流通過

3.三相四線制（不對稱三相電路）10.2負(fù)載星形（Y）聯(lián)結(jié)的三相電路.+_+_+_ABC.ZAZBZCA’B’C’N’N

3.三相三線制（不對稱三相電路）10.2負(fù)載星形（Y）聯(lián)結(jié)的三相電路

上式表明：負(fù)載中性點N’與電源中性點N之間有電位差，使得負(fù)載的相電壓不再對稱

3.三相三線制（不對稱三相電路）10.2負(fù)載星形（Y）聯(lián)結(jié)的三相電路

特點：三相相互影響，互不獨立

3.三相三線制（不對稱三相電路）10.2負(fù)載星形（Y）聯(lián)結(jié)的三相電路

特例1：對稱負(fù)載的斷相三相對稱負(fù)載正常運行時的線電流：.+_+_+_ABC.ZZA’B’C’N’N×

×

A’N’斷相：10.2負(fù)載星形（Y）聯(lián)結(jié)的三相電路.+_+_+_ABC.ZZZA’B’C’N’N

特例2：對稱負(fù)載的短路10.2負(fù)載星形（Y）聯(lián)結(jié)的三相電路

特例2：對稱負(fù)載的短路A’N’短路：10.2負(fù)載星形（Y）聯(lián)結(jié)的三相電路

（不對稱三相電路）星形聯(lián)結(jié)通過分析，在三相四線制配電系統(tǒng)中，保險絲不能裝在中線上.+_+_+_ABC.ZZZA’B’C’N’NFUFUFU應(yīng)用實例----照明電路ACB.........一層樓二層樓三層樓N

正確接法:每層樓的燈相互并聯(lián),然后分別接至各相電壓上。設(shè)電源電壓為：則每盞燈上都可得到額定的工作電壓220V。10.2負(fù)載星形（Y）聯(lián)結(jié)的三相電路照明電路的一般畫法零線上不能開關(guān)或保險絲ABCN.........一層二層三層10.2負(fù)載星形（Y）聯(lián)結(jié)的三相電路討論照明電路能否采用三相三線制供電方式？ACB.........一層樓二層樓三層樓N不加零線會不會出現(xiàn)問題?10.2負(fù)載星形（Y）聯(lián)結(jié)的三相電路設(shè)線電壓為380V。A相斷開后，B、C

兩相串連，電壓UBC

（380V）加在B、C負(fù)載上。如果兩相負(fù)載對稱，則每相負(fù)載上的電壓為190V。問題1：若一樓全部斷開，二、三樓仍然接通,情況如何?ACB.........一層樓二層樓三層樓分析結(jié)果二、三樓電燈全部變暗，不能正常工作。10.2負(fù)載星形（Y）聯(lián)結(jié)的三相電路

問題2：若一樓斷開，二、三樓接通。但兩層樓燈的數(shù)量不等（設(shè)二樓燈的數(shù)量為三層的1/4）結(jié)果如何？結(jié)果：二樓燈泡上的電壓超過額定電壓，燈泡被燒毀；三樓的燈不亮。ACBR2R3分析10.2負(fù)載星形（Y）聯(lián)結(jié)的三相電路關(guān)于零線負(fù)載不對稱而又沒有中線時，負(fù)載上可能得到大小不等的電壓，有的超過用電設(shè)備的額定電壓，有的達不到額定電壓，都不能正常工作。由于照明電路中各相負(fù)載不能保證完全對稱，所以絕對不能采用三相三線制供電，而且必須保證零線可靠。中線的作用在于平衡電壓，使星形連接的不對稱負(fù)載得到相等的相電壓。為了確保零線在運行中不斷開，零線上不允許接保險絲也不允許接刀閘。10.2負(fù)載星形（Y）聯(lián)結(jié)的三相電路10.3負(fù)載三角形接法的三相電路10.3負(fù)載三角形接法的三相電路+_+_+_ABCZZZA’B’C’......10.3負(fù)載三角形接法的三相電路+_+_+_ABCZZZA’B’C’......

（對稱三相電路）三角形聯(lián)結(jié)10.3負(fù)載三角形接法的三相電路運用星型聯(lián)結(jié)計算結(jié)果，將三角形聯(lián)結(jié)進行等效變換，化為星型聯(lián)結(jié)其中：+_+_+_ABCZZZA’B’C’.......+_+_+_N.N’Z’Z’Z’ZlZlZl10.3負(fù)載三角形接法的三相電路Zl+_10.3負(fù)載三角形接法的三相電路

（不對稱三相電路）三角形聯(lián)結(jié)+_+_+_ABCZCZBZAA’B’C’......10.3負(fù)載三角形接法的三相電路

特例1：對稱負(fù)載的斷相+_+_+_ABCZZA’B’C’......×

×

三相對稱負(fù)載正常運行時的線電流：A’B’斷相：10.3負(fù)載三角形接法的三相電路

特例2：對稱負(fù)載的短路A相負(fù)載發(fā)生短路，電源短接燒掉+_+_+_ABCZCZBZAA’B’C’......10.3負(fù)載三角形接法的三相電路

例：已知為一組對稱三相電壓，求：+_+_+_Z.AZ.BZ.C..N’N10.3負(fù)載三角形接法的三相電路

解：利用疊加定理+_+_+_Z.AZ.BZ.C..N’N+N’+_Z.AZ.BZ.C..N10.3負(fù)載三角形接法的三相電路

例：已知對稱三相電源的線電壓Ul

=380V,r

=10Ω,

R

=90Ω,Z

=21+j48Ω,求IZr.Ar.Br.C.RRRZ....A’B’C’10.3負(fù)載三角形接法的三相電路

解：利用戴維南定理求解

1.求令,則R’

=30Ωr.Ar.Br.C.R’R’R’...A’B’C’+_N’10.3負(fù)載三角形接法的三相電路

2.求10Ω10Ω

.10Ω

.30Ω

30Ω

30Ω...A’B’C’N’×

×

此時為一平衡電橋：10.3負(fù)載三角形接法的三相電路

3.Zeq+_21+j48Ω10.4三相電路的功率三相總有功功率一、三相電路的功率的計算三相總無功功率三相總視在功率10.4三相電路的功率負(fù)載對稱時：星形接法時：三角形接法時：

二、對稱三相電路的功率的計算10.4三相電路的功率在三相負(fù)載對稱的條件下，三相電路的功率：10.4三相電路的功率

無功功率對稱時：

視在功率對稱時：

平均功率對稱時