13第十一章三相电路.ppt

第十一章第十一章 三相电路三相电路 11.1 三相电路三相电路 三相电路是由三个三相电路是由三个频率频率相同、相同、振幅振幅相同、相位彼相同、相位彼此此相差相差120的正弦电动势作为供电电源的电路。的正弦电动势作为供电电源的电路。三相电力系统由三相电力系统由三相电源、三相负载和三相输电三相电源、三相负载和三相输电线路线路三部分组成。三部分组成。三相电路具有如下优点：（三相电路具有如下优点：（1）发电方面发电方面：比单项：比单项电源可提高功率电源可提高功率50；（2）输电方面输电方面：比单项：比单项输电节省钢材输电节省钢材25；（；（3）配电方面配电方面：三相变压器：三相变压器比单项变压器经济且便于接入负载；（比单项变压器经济且便于接入负载；（4）运行设运行设备备：具有结构简单、成本低、运行可靠、维护方：具有结构简单、成本低、运行可靠、维护方便等优点。便等优点。1.对称三相电源对称三相电源 三相电源的瞬时值表达式为：三相电源的瞬时值表达式为：三相电源的相量表示为三相电源的相量表示为 由以上式子可以得出对称三相电源的特点：由以上式子可以得出对称三相电源的特点：三相电源的三相电源的瞬时值瞬时值之和和之和和相量相量之和总是为零。之和总是为零。2.三相电源的联接三相电源的联接（1）星形联接）星形联接(Y 联接联接)（2）三角形联接）三角形联接(D 联接联接)3.三相负载及其联接三相负载及其联接 三相电路的负载由三部分组成，其中每一三相电路的负载由三部分组成，其中每一部分叫做一相负载部分叫做一相负载。星型联接三角形联接星型联接三角形联接当三相负载满足关系：当三相负载满足关系：称三相对称负载。称三相对称负载。4 三相电路中的术语三相电路中的术语(1)端线端线(火线火线)：始端始端 A,B,C 三端引出三端引出线线(2)中性点：中性点：X,Y,Z 接在一起的点称为三接在一起的点称为三相电源的中性点，用相电源的中性点，用 N 表示，表示，星形负载星形负载接接在一起的点称为负载的中性点，用在一起的点称为负载的中性点，用 N 表示。表示。三角形电源和负载三角形电源和负载没有中性点。没有中性点。(3)中线：中线：中性点 N 和 N 的联接线。(4)三相三线制与三相四线制：三相三线制与三相四线制：具有中性线的三具有中性线的三相电路相电路Y-Y 联接方式为三相四线制，其余联接方联接方式为三相四线制，其余联接方式为三相三线制。式为三相三线制。(5)线电压：线电压：端线与端线端线与端线之间的电压之间的电压(6)相电压：相电压：每相电源或每相负载每相电源或每相负载的电压的电压 (7)线电流：线电流：流过流过端线端线的电流。的电流。(8)相电流：相电流：流过流过每相负载每相负载的电流。的电流。11.2 对称三相电路线电压对称三相电路线电压(电流电流)与与相电压相电压(电流电流)的关系的关系 1.线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系 对称星形电源的电路对称星形电源的电路 对对 Y 接法的对称三相电源接法的对称三相电源,有：有：（1）相电压相电压对称，对称，则线电压则线电压也对称也对称（2）线电压是线电压是相电压的相电压的 倍倍（3）线电压相位线电压相位领先领先对应相电压对应相电压 30。对于对于联接的电源联接的电源 由此得出结论：由此得出结论：联接时联接时（1）相电流相电流对称，对称，则线电流也则线电流也对称；对称；（2）线电流线电流是相电流的是相电流的 倍倍；（3）线电流线电流相位滞后对应相电流相位滞后对应相电流 30。11.3对称三相电路的计算对称三相电路的计算 1.YY 联接联接(对称三相四线制对称三相四线制)由于由于 所以中点间的电压所以中点间的电压 由此得出结论：由此得出结论：1)对称三相电路，电源中点与负载中点等电对称三相电路，电源中点与负载中点等电位，位，有无中线有无中线对电路没有影响；对电路没有影响；2）对称情况下，各相电压、电流都是对称）对称情况下，各相电压、电流都是对称的，可的，可归结为一相（如归结为一相（如 A 相）计算。相）计算。只要算出一只要算出一相的电压、电流，则其它两相的电压、电流可按相的电压、电流，则其它两相的电压、电流可按对称关系直接写出。对称关系直接写出。3）负载为三角形联接的对称三相电路，可以）负载为三角形联接的对称三相电路，可以根据根据星形和三角形星形和三角形的等效互换，化为的等效互换，化为 Y Y 三相三相电路，然后归结为一相的计算方法电路，然后归结为一相的计算方法 4）电源为电源为 D 联接的对称三相电路联接的对称三相电路，可，可将将 D 电源用电源用 Y 电源替代，电源替代，但要保证其线电压但要保证其线电压相等，即：相等，即：对称三相电路的一般计算方法对称三相电路的一般计算方法:（1）将所有将所有三相电源、负载都化为等值三相电源、负载都化为等值 YY 电路；电路；（2）连接各负载和电源中点，连接各负载和电源中点，中线上若有中线上若有阻抗可不计；阻抗可不计；（3）画出单相计算电路，画出单相计算电路，求出一相求出一相的电压、的电压、电流，一相电路中的电压为电流，一相电路中的电压为 Y 接时的相电接时的相电压，一相电路中的电流为线电流；压，一相电路中的电流为线电流；（4）根据根据 D 接、接、Y 接时接时 线量、相量之间的线量、相量之间的关系，求出原电路的电流电压；关系，求出原电路的电流电压；（5）由对称性，得出其它两相的电压、电由对称性，得出其它两相的电压、电流。流。例例11-1图（图（a）所示电路已知对称三相电）所示电路已知对称三相电源线电压为源线电压为 380V，负载阻抗，负载阻抗Z=6.4+j4.8，端线阻抗，端线阻抗 Zl=6.4+j4.8。求负载求负载 Z 的相的相电压、线电压和电流电压、线电压和电流。解：解：画出一相计算图如图（画出一相计算图如图（b）所示。）所示。设设线电压为线电压为 ，则电源相电压为：，则电源相电压为：负载相电压负载相电压 负载线电压负载线电压 11.4 不对称三相电路的概念不对称三相电路的概念 在三相电路中，只要有在三相电路中，只要有一部分不对称一部分不对称，如，如出现出现电源不对称，或电路参数电源不对称，或电路参数(负载负载)不对不对称称就称为不对称三相电路。就称为不对称三相电路。应用结点法求得中点应用结点法求得中点 N 和和 N 之间的电压为：之间的电压为：负载各相电压为：由此得出结论：由此得出结论：（1）负载不对称，电源中性点和负载中）负载不对称，电源中性点和负载中性点不等位，性点不等位，中线中有电流，各相电压、中线中有电流，各相电压、电流不再存在对称关系；电流不再存在对称关系；（2）负载不对称情况下）负载不对称情况下中线中线的存在是非常的存在是非常重要的重要的，中线可，中线可强使中点间的电压强使中点间的电压为零为零（如果（如果 ZN=0），但各相保持独立性。因），但各相保持独立性。因此要消除或减少中点的位移，应此要消除或减少中点的位移，应尽量减小尽量减小中线阻抗，且不允许在中线上接入熔断器中线阻抗，且不允许在中线上接入熔断器或闸刀开关。或闸刀开关。例例11-6 图（图（a）为相序仪电路。说明测相）为相序仪电路。说明测相序的方法序的方法 解：首先求电容以外电路的首先求电容以外电路的戴维宁等效电戴维宁等效电路路。当电容当电容 C 变化时，负载中点变化时，负载中点 N在一半圆上在一半圆上移动。移动。可以看出当电容变化，可以看出当电容变化，N在半圆上运动，在半圆上运动，因此总满足因此总满足：若以接电容一相为若以接电容一相为A相相，则，则B相电压比相电压比C相相电压高电压高。B相灯较亮，相灯较亮，C相较暗相较暗(正序正序)。据。据此可测定三相电源的相序此可测定三相电源的相序。11.5 三相电路的功率三相电路的功率 1.对称三相电路功率的计算对称三相电路功率的计算（1）平均功率）平均功率 设对称三相电路中一相负载吸收的功率等设对称三相电路中一相负载吸收的功率等于于 Pp=Pp=U Up pI Ip pcoscos，其中其中UpUp、IpIp 为负载上为负载上的相电压和相电流。则的相电压和相电流。则 三相总功率为：三相总功率为：P=3PP=3Pp p=3U=3Up pI Ip pcoscos当负载为星形连接时，负载端的线电压当负载为星形连接时，负载端的线电压 当负载为三角形连接时，负载端的线电压当负载为三角形连接时，负载端的线电压（2）无功功率无功功率（3）视在功率（4）对称三相负载的瞬时功率 对称三相电路的瞬时功率是一个常量，其值等于平均功率，这是对称三相电路的优点之一，反映在三相电动机上，就得到均衡的电磁力矩，避免了机械振动，这是单相电动机所不具有的。2.三相功率的测量 (1)三表法(2)二表法 1）只有在三相三线制条件下，才能用二瓦计法，且不论负载对称与否；2）两块表读数的代数和为三相总功率，每块表单独的读数无意义；3）按正确极性接线时，二表中可能有一个表的读数为负，此时功率表指针反转，将其电流线圈极性反接后，指针指向正数，但此时读数应记为负值；