三相照明電路星形連接

項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。本項目將在正弦交流電路的基礎(chǔ)上，分析對稱三相電源、三相負載的連接及其特點，學(xué)習(xí)和掌握對稱三相電路的分析計算、不對稱星形電路的分析計算，以及三相電路的功率計算。

【項目描述】：

1.了解三相交流電源的產(chǎn)生及連接方式、三相負載的星形、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.掌握三相電源及負載在不同連接方式下各電壓與電流之間的關(guān)系，能進行三相對稱電路和不對稱星形電路電路的分析計算。4.掌握三相電路中電流、電壓及功率的測量與計算。

【項目目標】：任務(wù)4.1：三相照明電路星形連接

知識目標：1.掌握電源的星形連接中電壓、電流的關(guān)系；2.掌握負載的星形連接中電壓、電流的關(guān)系?！救蝿?wù)目標】：能力目標：1.能識讀電路圖；2.能正確按電路圖接線；3.能使用電流表、電壓表、萬用表測量相電壓、線電壓、相電流、線電流；4.能進行實驗數(shù)據(jù)分析，驗證星形連接負載對稱與不對稱時，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.能完成實驗報告填寫。態(tài)度目標：1.能主動學(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)成分工合作的團隊意識；3.嚴格遵守安全規(guī)范，愛崗敬業(yè)、勤奮工作。班級學(xué)生自由組合為若干個實驗小組，各實驗小組自行選出組長，并明確各小組成員的角色。在電工實驗室中，各實驗小組按照《《Q/GDW1799.1-2013國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程》、進網(wǎng)電工證相關(guān)標準的要求，對星形連接的三相照明電路進行相電壓、線電壓、相電流、線電流的測量，并對測量數(shù)據(jù)進行分析?！救蝿?wù)描述】：課前預(yù)習(xí)相關(guān)知識部分，獨立回答下列問題。（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）對稱負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)電機比相同尺寸的單相交流發(fā)電機容量大。

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：三相交流電動機比單相電動機結(jié)構(gòu)簡單、體積小、運行特性好等等。

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)動的，亦稱轉(zhuǎn)子）三相繞組的三相電動勢幅值相等,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）三相交流電機結(jié)構(gòu)

由于電機結(jié)構(gòu)的原因,這三相繞組所發(fā)出的三相電動勢幅值相等,頻率相同,彼此之間相位相差120°。可將其表示為：（2）相量形式（3）對稱正弦量

幅值相等,頻率相同,相位互相差120°的正弦量。對稱正弦量特點為：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為A→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中點或零點N

把發(fā)電機三相繞組的末端接成一點。而把始端作為與外電路相聯(lián)接的端點。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中點或零點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)線電壓的瞬時值表達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、線電壓的瞬時值表達式。各相、線電壓的瞬時值表達式為解：線電壓各相、線電壓的瞬時值表達式為

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、線電壓的瞬時值表達式。二、三相負載的Y形聯(lián)結(jié)iBiCiNiAN

負載中電流:(略線路阻抗)

中性線中的電流為:若負載對稱，即UA?UC?UB?IC?IA?IB?

對稱負載相量圖對稱負載可以去掉中線。三相交流電動機N對稱負載采用星形連接的特點：（1）由于三相負載和三相電壓都是對稱的，所以相電流也對稱，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，利用節(jié)點法可證明N點和N'之間的電壓為零，說明在對稱負載和對稱三源的三相電路中，即使中線斷開，電源的中性點和負載的中性點也是等電位，與有中性線時完全相同，各相負載的電流和電壓都是對稱的，負載的工作不受中線的影響?！纠?.1-3】有一對稱三相正弦交流電路，負載為星形連接時，線電壓為380V，每相負載阻抗為6Ω電阻與8Ω感抗串接，試求負載的相電流是多少?解：已知線電壓UL＝380Ｖ，則相電壓每相負載電阻R＝6Ω每相負載感抗XL＝8Ω每相負載阻抗則負載相電流為IP＝U／Z＝220／10＝12.2(A)答：負載相電流為22A。實踐知識一、三相調(diào)壓器的工作原理及使用注意事項（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。（2）新安裝或長期不用的調(diào)壓器，運行前須用500V兆歐表測絕緣滿足要求時才可安全使用，否則應(yīng)進行熱烘處理。（3）接線前應(yīng)一一核對清楚。根據(jù)星形連接的特點，三相調(diào)壓器的中性點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，應(yīng)將輸出電壓調(diào)至0V，且切斷輸入電源。（7）使用時應(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。實踐知識二、三相照明電路星形連接時電壓、電流及分析(1)學(xué)會三相負載星形連接方法。(2)驗證星形連接負載對稱與不對稱時，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)描述實踐知識二、三相照明電路星形連接時電壓、電流及分析測量負載對稱與不對稱時，線電壓、相電壓、中性線電壓及相電流、中性線電流數(shù)據(jù)，驗證負載對稱與不對稱時，各測量量的關(guān)系。【任務(wù)簡介】：2.任務(wù)要求3.實施條件項目基本實施條件備注場地電工實驗室

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

工具電阻、導(dǎo)線若干實踐知識二、三相照明電路星形連接時電壓、電流及分析【任務(wù)簡介】：實踐知識二、三相照明電路星形連接時電壓、電流及分析【任務(wù)實施】：1.電路圖實踐知識二、三相照明電路星形連接時電壓、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測取數(shù)據(jù)?！救蝿?wù)實施】：2.操作步驟實踐知識二、三相照明電路星形連接時電壓、電流及分析【任務(wù)實施】：3.數(shù)據(jù)記錄實踐知識二、三相照明電路星形連接時電壓、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、