《电路(第五版)第十二章三相电路.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路(第五版)第十二章三相电路.ppt（52页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第十二章 三相电路,12-1 三相电路,12-3 对称三相电路,12-4 不对称三相电路的概念,12-5 三相电路的功率,12-2 线电压（电流）与相电压（电流）的关系,知识要点:,1.熟悉三相电源和三相电路的组成；,2.掌握三相电路电压和电流的相值和线值的关系(包括相位和大小)；,3.掌握三相电路功率的计算和测量；,4.掌握对称电路的计算，了解不对称电路的计算。,第十二章 三相电路,由三相电源供电的电路，称为三相电路。三相供电系统具有很多优点，为各国广泛采用：（1）在发电方面，相同尺寸的三相发电机比单相发电机的功率大，在三相负载相同的情况下，发电机转矩恒定，有利于发电机的工作；（2）在传输方
2、面，三相系统比单相系统节省传输线，三相变压器比单相变压器经济；（3）在用电方面，三相电容易产生旋转磁场使三相电动机平稳转动。,电力系统供电方式采用交流三相制的原因：,12-1 三相电路,三相电路构成：三相电源、三相输电线路、三相负载,一、对称三相电源的产生,通常由三相同步发电机产生，三相绕组（电感线圈）在空间互差120，当转子（磁极）转动时，在三相绕组中产生感应电压，从而形成对称三相电源。,三相同步发电机示意图,对称三相电源是由3个同频率、等幅值、初相依次滞后120 的正弦电压源连接成星形或三角形构成的电源。,三个电源依次称为：A相、B相、C相（U相、V相、W相）黄、绿、红三色,1、三相电压瞬
3、时值表达式,2、波形图,A、B、C三端称为始端，X、Y、Z三端称为末端。,3、相量表示,4、对称三相电源的特点,单位相量算子,正序(顺序)：ABCA,负序(逆序)：ACBA,相序的实际意义：对三相电动机，如果相序反了，就会反转。,若不加说明，一般都认为是正相序。,正转,反转,5、对称三相电源的相序：三相电源中各相电源电压到达最大值或零值的先后顺序,二、对称三相电源的连接方式,把三个绕组的末端 X、Y、Z 接在一起，把始端 A、B、C 引出来。,1、星形连接（Y形连接）：,X、Y、Z 接在一起的点称为Y形连接对称三相电源的中性点，用“N”表示。,N,2、三角形连接(形连接)：三个绕组始端、末端顺
4、次相接。,三角形连接的对称三相电源没有中性点。,注意：三角形连接时，各相电源的极性不允许接反。,名词介绍：,(1)端线（相线、火线）：始端A,B,C 三端引出线。,(2)中性线（零线）：中性点N引出线，接法无中性线。,(3)三相三线制与三相四线制,(5)相电压：每相绕组的端电压。,(4)线电压：端线与端线之间的电压。,三、对称三相负载及其连接,对称三相负载(均衡三相负载)：,对称三相负载的连接：星形连接和三角形连接,星形连接,三角形连接,三个相同负载（负载阻抗模相等，阻抗角相同）以一定方式连接起来。,（1）负载的相电压：每相负载上的端电压。,（2）负载的线电压：负载端线间的电压。,（3）线电流
5、：流过端线的电流。,（4）相电流：流过每相负载支路的电流。,名词介绍：,（5）中性线电流：流过中性线的电流。,四、对称三相电路由对称三相电源和对称三相负载连接而成。,按电源和负载的不同连接方式可分为：YY，Y0 Y0，Y，Y，,三相三线制（未引出中性线）,三相四线制（引出中性线）,实际三相电路中：三相电源是对称的，三条端线阻抗是相等的，但负载不一定是对称的。,一、线电压与相电压的关系,12-2 线电压（电流）与相电压（电流）的关系,相电压：,线电压：,1、三相电源Y形连接,相电压,线电压,利用相量图得到相电压和线电压之间的关系：,线电压对称（大小相等，相位互差120o）,一般表示为：,结论：对
6、Y形接法的对称三相电源,所谓的“对应”：对应相电压用线电压的 第一个下标字母标出。,(1)相电压对称，则线电压也对称。,(3)线电压相位超前于对应相电压30o。,2、三相电源形连接,线电压等于对应的相电压,相电压：,线电压：,相电压,线电压,二、线电流与相电流的关系（需同步考虑负载端的连接方式）,1、Y-Y（Y0-Y0）连接：,结论：线电流等于相电流,线电流,相电流,2、Y连接,负载上相电压与电源线电压相等,线电流,相电流,相电流：,线电流：,线电流与相电流也是对称的。线电流大小是相电流的 倍，相位滞后于相应相电流30。,对称三相电路的计算方法是一相计算法。,12-3 对称三相电路的计算,对称
7、三相电路的特点是：（1）各相的相电流、相电压是对称的，因此只要算出其中某一相的相电流和相电压后，其它两相的相电流和相电压可以直接写出；（2）在Y-Y形连接的对称三相电路中，任一相的相电流只和此相的相电压和阻抗有关，与其它两相无关，即各项的相电流和相电压的计算具有独立性。,一相计算电路：,由一相计算电路可得：,由对称性可写出：,一相计算法应用：,1、Y0Y0连接,忽略线路阻抗Zl,Zl,Zl,Zl,考虑线路阻抗Zl,2、Y连接,负载上相电压与电源线电压相等,忽略线路阻抗Zl：,方法一：,忽略线路阻抗Zl,注意:若不忽略线路阻抗Zl 不能用此方法!,方法二：,注意:若不忽略线路阻抗Zl只能用此方法
8、!,3、电源为接法时的对称三相电路的计算(Y，),将形连接电源用Y形连接电源替代，保证其线电压相等，再根据上述YY，Y 接法计算。,例：,线路阻抗,例1.,已知对称三相电源线电压为380V，Z=6.4+j4.8，Zl=3+j4。,求：负载Z的相电压、线电压和相（线）电流。,解：,Z=6.4+j4.8，Zl=3+j4,习题：312:12-1,例2:,解：,根据对称性写出：,根据对称性写出：,负载端的线电压：,负载端的相电压：,A/N/,辅助扩展求解参数:,解：,根据对称性写出：,习题：312:12-2,Y-，设定电源相电压为参考相量,例3:,根据对称性写出：,利用连接的线电流与相电流之间的关系，
9、可求得原三角形负载中的相电流：,电源不对称程度小(由系统保证)。,电路参数(负载)不对称情况很多。,讨论对象：电源对称，负载不对称(低压电力网)。,分析方法：,不对称,复杂交流电路分析方法,不能用一相计算方法,主要了解：中性点位移现象，由负载不对称导致的电路特性的改变。,12-4 不对称三相电路的概念,负载各相电压：,三相负载Za、Zb、Zc不相同。不对称负载,中性线阻抗,负载中点与电源中点不重合，这个现象称为中性点位移。,在电源对称情况下，可以根据中性点位移的情况来判断负载端不对称的程度。当中性点位移较大时，会造成负载相电压严重不对称，可能使负载的工作状态不正常。,相量图：,中性点位移,例：
10、照明系统故障分析,在上图中，试分析下列情况 1）A相短路:中性线未断时，求各相负载电压；中性线断开时，求各相负载电压。2）A相断路:中性线未断时，求各相负载电压；中性线断开时，求各相负载电压。,解:1）A相短路,（1）中性线未断,分析结论:此时A相短路电流很大，将A相保险丝熔断，而 B相和C相未受影响，其相电压仍为220V,正常工作。,此情况下，B相和C相的电灯组均承受380V电压，远超其额定电压220V，这是不允许的。,（2）A相短路,中性线断开时:保险丝错安装在中性线上,此时负载中性点N即为A,因此负载各相电压为,2）A相断路,（2）中性线断开,B、C相灯仍承受220V相电压,正常工作。,
11、（1）中性线未断,变为单一回路，如图(b)所示,由图可求得,阻抗值越大，分压越大。,结论：,（1）不对称负载Y连接又未接中性线时，负载相电压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。（2）中性线的作用：保证星形连接三相不对称负载的相电压对称。（3）照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式，且中性线内不允许接(保险丝)熔断器或闸刀开关。,（4）照明中性线不装保险，并且中性线较粗。一是减少损耗，二是加强强度(中性线一旦断了，负载就不能正常工作)。,（5）要消除或减少中性点位移，尽量减少中性线阻抗，然而从经济的观点来看，中性线不可能做得很粗，应适当调整负载，使其接近对称情况。,（6）三相负
12、载的连接原则：,负载的额定电压=电源的线电压,负载的额定电压=电源线电压,应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与电源的连接方式无关。,三相电动机绕组可以连接成星形，也可以连接成三角形，而照明负载一般都连接成星形（具有中性线）。,1.对称三相电路的平均功率P（有功功率）,12-5 三相电路的功率,Pp=UpIpcos,三相总功率 P=3Pp=3UpIpcos,一相负载的功率,注意：,(1)为相电压与相电流的相位差（阻抗角），不要误以为是线电压与线电流的相位差。,(2)cos为每相的功率因数，在对称三相制中即三相功率因数：cos A=cos B=cos C=cos。,2.无功功率,Q=QA+
13、QB+QC=3Qp,3.视在功率,一般来讲，P、Q、S 都是指三相总和。,4.对称三相负载的 瞬时功率,功率因数也可定义为：cos=P/S(不对称时 无意义),单相：瞬时功率脉动,三相：瞬时功率平衡,5.三相功率的测量,(1)三表法Y0-Y0：负载对称，不对称,若负载对称，则需一块表，读数乘以 3。,(2)二表法（二瓦计法）：,这种测量线路的接法是将两个功率表的电流线圈串到任意两相中，电压线圈的同名端接到其电流线圈所串的线上，电压线圈的非同名端接到另一相没有串功率表的线上。（有三种接线方式）,若W1的读数为P1，W2的读数为P2，则 P=P1+P2 即为三相总功率。,证明：(设负载为Y接),上面两块表的接法正好满足了这个式子的要求，所以两个功率表的读数的代数和就是三相总功率。,表达式仅与线电压和线电流有关，所以也适用接。,1：uAC 与iA的相位差，2：uBC 与iB的相位差。,（1）只有在 iA+iB+iC=0 这个条件下，才能用二表法(即Y接，接)。不能用于不对称三相四线制。,（3）按正确极性接线时，二表中可能有一个表的读数为负，此时读数应记为负值。,注意：,（2）两块表读数的代数和为三相总功率，每块表的单独读数无意义。,（4）两表法测三相功率的接线方式有三种，注意功率表的同名端。,
