三相照明電路星形連接

項(xiàng)目四三相正弦交流電路分析及應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，三相交流系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，電能的生產(chǎn)、傳輸和分配幾乎都采用三相制。本項(xiàng)目將在正弦交流電路的基礎(chǔ)上，分析對(duì)稱三相電源、三相負(fù)載的連接及其特點(diǎn)，學(xué)習(xí)和掌握對(duì)稱三相電路的分析計(jì)算、不對(duì)稱星形電路的分析計(jì)算，以及三相電路的功率計(jì)算。

【項(xiàng)目描述】：

1.了解三相交流電源的產(chǎn)生及連接方式、三相負(fù)載的星形、三角形連接方式。2.掌握相序、相電壓、線電壓、相電流與線電流的概念。3.掌握三相電源及負(fù)載在不同連接方式下各電壓與電流之間的關(guān)系，能進(jìn)行三相對(duì)稱電路和不對(duì)稱星形電路電路的分析計(jì)算。4.掌握三相電路中電流、電壓及功率的測(cè)量與計(jì)算。

【項(xiàng)目目標(biāo)】：任務(wù)4.1：三相照明電路星形連接

知識(shí)目標(biāo)：1.掌握電源的星形連接中電壓、電流的關(guān)系；2.掌握負(fù)載的星形連接中電壓、電流的關(guān)系。【任務(wù)目標(biāo)】：能力目標(biāo)：1.能識(shí)讀電路圖；2.能正確按電路圖接線；3.能使用電流表、電壓表、萬用表測(cè)量相電壓、線電壓、相電流、線電流；4.能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，驗(yàn)證星形連接負(fù)載對(duì)稱與不對(duì)稱時(shí)，線電壓和相電壓、線電流和相電流，中線電流之間的關(guān)系及變化情況；5.能完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告填寫。態(tài)度目標(biāo)：1.能主動(dòng)學(xué)習(xí)，在完成任務(wù)過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題；2.能與小組成員協(xié)商、交流配合完成本次學(xué)習(xí)任務(wù)，養(yǎng)成分工合作的團(tuán)隊(duì)意識(shí)；3.嚴(yán)格遵守安全規(guī)范，愛崗敬業(yè)、勤奮工作。班級(jí)學(xué)生自由組合為若干個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，各實(shí)驗(yàn)小組自行選出組長，并明確各小組成員的角色。在電工實(shí)驗(yàn)室中，各實(shí)驗(yàn)小組按照《《Q/GDW1799.1-2013國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程》、進(jìn)網(wǎng)電工證相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)星形連接的三相照明電路進(jìn)行相電壓、線電壓、相電流、線電流的測(cè)量，并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析?！救蝿?wù)描述】：課前預(yù)習(xí)相關(guān)知識(shí)部分，獨(dú)立回答下列問題。（1）三相交流電是怎樣產(chǎn)生的？（2）供電系統(tǒng)中電源有哪些接線形式？（3）對(duì)稱負(fù)載星形接法中的線電壓和相電壓是怎樣的關(guān)系，線電流和相電流是怎樣的關(guān)系？（4）中性線起什么作用？可以省略嗎？【任務(wù)準(zhǔn)備】：三相制供電比單相制供電優(yōu)越

在發(fā)電方面：三相交流發(fā)電機(jī)比相同尺寸的單相交流發(fā)電機(jī)容量大。

在輸電方面：如果以同樣電壓將同樣大小的功率輸送到同樣距離，三相輸電線比單相輸電線節(jié)省材料。

在用電設(shè)備方面：三相交流電動(dòng)機(jī)比單相電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、運(yùn)行特性好等等。

因而三相制是目前世界各國的主要供電方式。1.三相交流電源電樞（是固定的，亦稱定子）：定子鐵心內(nèi)圓周表面有槽，放入三相電樞繞組。磁極三相繞組單相繞組（是轉(zhuǎn)動(dòng)的，亦稱轉(zhuǎn)子）三相繞組的三相電動(dòng)勢(shì)幅值相等,頻率相同,彼此之間相位相差120°。AXn+++–+SN鐵心繞組–+SN–+SN–+SN–+SN–+SN–+SN–+SN一、三相電源（1）三相交流電機(jī)結(jié)構(gòu)

由于電機(jī)結(jié)構(gòu)的原因,這三相繞組所發(fā)出的三相電動(dòng)勢(shì)幅值相等,頻率相同,彼此之間相位相差120°?？蓪⑵浔硎緸椋海?）相量形式（3）對(duì)稱正弦量

幅值相等,頻率相同,相位互相差120°的正弦量。對(duì)稱正弦量特點(diǎn)為：120°UA?UC?UB?120°120°三相電壓相量圖（4）正弦量的相序三相交流電在相位上的先后次序稱為相序。

上述的三相電源的相序?yàn)锳→B→C。在電力系統(tǒng)中一般用黃、綠、紅區(qū)別A、B、C三相。Um–Umt02

uAuCuB2.三相電源的星形聯(lián)接（1）三相電源的星形（Y）連接形式N中點(diǎn)或零點(diǎn)N

把發(fā)電機(jī)三相繞組的末端接成一點(diǎn)。而把始端作為與外電路相聯(lián)接的端點(diǎn)。這種聯(lián)接方式稱為電源的星形聯(lián)結(jié)?；鹁€中線或零線火線火線線電壓相電壓目前，我國供電系統(tǒng)線電壓380V，相電壓220V。

三相四線制N中點(diǎn)或零點(diǎn)N火線中線或零線火線火線線電壓相電壓根據(jù)KVL：（2）各線電壓與相電壓之間的向量關(guān)系三相電源各電壓間的相量關(guān)系UA?UC?UB?30o30o30o

線電壓的有效值用表示,相電壓的有效值用Up表示。由相量圖可知它們的關(guān)系為:(3)線電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式三相電源各電壓間的相量關(guān)系UA?UC?UB?30o30o30o若以A相電壓為參考正弦量【例4.1-1】某電源接成星形，其相電壓UP是220V，線電壓是多少？以A相為參考相量，寫出各相、線電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式。各相、線電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為解：線電壓各相、線電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為

uA＝Umsinωt(kV)

uB＝Umsin(ωt－120°)kV

uC＝Umsin(ωt＋120°)kVuAB＝Umsin(ωt＋30°)kVuBC＝Umsin(ωt－90°)kVuCA＝Umsin(ωt＋150°)kV【例4.1-2】某電源的相電壓UP是6kV，如接成星形，它的線電壓是多少?如果uA＝Umsinωt(kV)，寫出各相、線電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式。二、三相負(fù)載的Y形聯(lián)結(jié)iBiCiNiAN

負(fù)載中電流:(略線路阻抗)

中性線中的電流為:若負(fù)載對(duì)稱，即UA?UC?UB?IC?IA?IB?

對(duì)稱負(fù)載相量圖對(duì)稱負(fù)載可以去掉中線。三相交流電動(dòng)機(jī)N對(duì)稱負(fù)載采用星形連接的特點(diǎn)：（1）由于三相負(fù)載和三相電壓都是對(duì)稱的，所以相電流也對(duì)稱，即大小相等，相位互差120?。因此，只需求出其中一相的電流，其他兩相電流可直接推出。（2）由于相電流對(duì)稱，使得中線電流為零，所以中線可以省略，變成三線三相制的供電方式。此時(shí)，利用節(jié)點(diǎn)法可證明N點(diǎn)和N'之間的電壓為零，說明在對(duì)稱負(fù)載和對(duì)稱三源的三相電路中，即使中線斷開，電源的中性點(diǎn)和負(fù)載的中性點(diǎn)也是等電位，與有中性線時(shí)完全相同，各相負(fù)載的電流和電壓都是對(duì)稱的，負(fù)載的工作不受中線的影響?！纠?.1-3】有一對(duì)稱三相正弦交流電路，負(fù)載為星形連接時(shí)，線電壓為380V，每相負(fù)載阻抗為6Ω電阻與8Ω感抗串接，試求負(fù)載的相電流是多少?解：已知線電壓UL＝380Ｖ，則相電壓每相負(fù)載電阻R＝6Ω每相負(fù)載感抗XL＝8Ω每相負(fù)載阻抗則負(fù)載相電流為IP＝U／Z＝220／10＝12.2(A)答：負(fù)載相電流為22A。實(shí)踐知識(shí)一、三相調(diào)壓器的工作原理及使用注意事項(xiàng)（1）三相調(diào)壓器A、B、C接線柱為輸入端，a、b、c接線柱為輸出端，O接線柱為星形（Y形）中性點(diǎn)。（2）新安裝或長期不用的調(diào)壓器，運(yùn)行前須用500V兆歐表測(cè)絕緣滿足要求時(shí)才可安全使用，否則應(yīng)進(jìn)行熱烘處理。（3）接線前應(yīng)一一核對(duì)清楚。根據(jù)星形連接的特點(diǎn)，三相調(diào)壓器的中性點(diǎn)O和o必須連接在一起并與電源中性線相接。（5）三相調(diào)壓器不準(zhǔn)并聯(lián)使用。（6）三相調(diào)壓器的輸入電壓值不得超過額定電壓，以免燒壞調(diào)壓器，在不使用時(shí)，應(yīng)將輸出電壓調(diào)至0V，且切斷輸入電源。（7）使用時(shí)應(yīng)緩慢均勻地旋轉(zhuǎn)手柄，以免引起電刷損壞或產(chǎn)生火花。（8）應(yīng)經(jīng)常檢查調(diào)壓器的使用情況。（9）線圈與電刷接觸的表面，應(yīng)經(jīng)常保持清潔。（10）導(dǎo)線和導(dǎo)線端子接頭應(yīng)接觸良好。實(shí)踐知識(shí)二、三相照明電路星形連接時(shí)電壓、電流及分析(1)學(xué)會(huì)三相負(fù)載星形連接方法。(2)驗(yàn)證星形連接負(fù)載對(duì)稱與不對(duì)稱時(shí)，線電壓和相電壓、線電流和相電流，中線電流之間的關(guān)系及變化情況。(3)理解中性線的作用。【任務(wù)簡介】：1.任務(wù)描述實(shí)踐知識(shí)二、三相照明電路星形連接時(shí)電壓、電流及分析測(cè)量負(fù)載對(duì)稱與不對(duì)稱時(shí)，線電壓、相電壓、中性線電壓及相電流、中性線電流數(shù)據(jù)，驗(yàn)證負(fù)載對(duì)稱與不對(duì)稱時(shí)，各測(cè)量量的關(guān)系?！救蝿?wù)簡介】：2.任務(wù)要求3.實(shí)施條件項(xiàng)目基本實(shí)施條件備注場地電工實(shí)驗(yàn)室

設(shè)備三相調(diào)壓器一臺(tái)、燈泡箱一個(gè)、電流插座四個(gè)、小開關(guān)一個(gè)、交流電流表一個(gè)、交流電壓表一個(gè)

工具電阻、導(dǎo)線若干實(shí)踐知識(shí)二、三相照明電路星形連接時(shí)電壓、電流及分析【任務(wù)簡介】：實(shí)踐知識(shí)二、三相照明電路星形連接時(shí)電壓、電流及分析【任務(wù)實(shí)施】：1.電路圖實(shí)踐知識(shí)二、三相照明電路星形連接時(shí)電壓、電流及分析（1）按圖4.1-8接線。（2）經(jīng)老師檢查電路接線正確后，合上開關(guān)K。（3）調(diào)整三相調(diào)壓器，使輸出線電壓為220V，按表4.1-2測(cè)取數(shù)據(jù)?！救蝿?wù)實(shí)施】：2.操作步驟實(shí)踐知識(shí)二、三相照明電路星形連接時(shí)電壓、電流及分析【任務(wù)實(shí)施】：3.數(shù)據(jù)記錄實(shí)踐知識(shí)二、三相照明電路星形連接時(shí)電壓、電流及分析（1）三相調(diào)壓器在合閘前，手柄應(yīng)放在零位，且輸入、