三相电路.pptx

会计学1三相三相(sn xin)电路电路第一页，共71页。l重点(zhngdin)1.三相(sn xin)电路的基本概念 2.对称(duchn)三相电路的分析 3.不对称三相电路的概念 4.三相电路的功率返 回第1页/共70页第二页，共71页。三相电路由三相电源(dinyun)、三相负载和三相输电线路三部分组成。发电(fdin)方面：比单项电源可提高功率50；输电(shdin)方面：比单项输电(shdin)节省钢材25；12.1 三相电路l三相电路的优点下 页上 页配电方面：三相变压器比单项变压器经济且便于接入负载；运电设备：结构简单、成本低、运行可靠、维护方便。返 回第2页/共70页第三页，共71页。l三相(sn xin)电路的特殊性（1）特殊(tsh)的电源（2）特殊(tsh)的负载（3）特殊的连接（4）特殊的求解方式 以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用，是目前电力系统采用的主要供电方式。研究三相电路要注意其特殊性。下 页上 页返 回第3页/共70页第四页，共71页。1.对称(duchn)三相电源的产生通常由三相同步发电机产生，三相绕组在空间互差120，当转子以均匀角速度转动时，在三相绕组中产生感应电压(diny)，从而形成对称三相电源。三相(sn xin)同步发电机示意图 三相电源是三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差1200的正弦电源。NSIAZBXCY下 页上 页返 回第4页/共70页第五页，共71页。下 页上 页返 回第5页/共70页第六页，共71页。瞬时值表达式波形图A、B、C 三端(sn dun)称为始端，X、Y、Z 三端(sn dun)称为末端。u tuAuBuCoA+XuAB+YuBC+ZuC下 页上 页返 回第6页/共70页第七页，共71页。相量表示(biosh)120120120对称(duchn)三相电源的特点下 页上 页返 回第7页/共70页第八页，共71页。正序(顺序(shnx)：ABCA负序(逆序)：ACBAABC相序的实际意义：以后如果不加说明(shumng)，一般都认为是正相序。DABC123DACB123正转反转(fn zhun)ABC三相电源各相经过同一值(如最大值)的先后顺序。对称三相电源的相序三相电机下 页上 页返 回第8页/共70页第九页，共71页。2.三相电源(dinyun)的联接 X,Y,Z 接在一起(yq)的点称为Y联接对称三相电源的中性点，用N表示。（1）星形联接(lin ji)(Y联接(lin ji)+ANX+BY+CZ+ABCN-下 页上 页返 回第9页/共70页第十页，共71页。（2）三角形联接(lin ji)(联接(lin ji)三角形联接的对称三相(sn xin)电源没有中点。注意+AXBYCZ+X+CYZABC下 页上 页返 回第10页/共70页第十一页，共71页。3.三相负载(fzi)及其联接(1)星形联接(lin ji)称三相对称负载 三相电路的负载由三部分(b fen)组成，其中每一部分(b fen)称为一相负载，三相负载也有二种联接方式。ABCNZAZCZBABCNZAZCZB下 页上 页返 回第11页/共70页第十二页，共71页。(2)三角形联接(lin ji)ABCZBCZCAZABABCZBCZCAZAB称三相对称负载下 页上 页返 回第12页/共70页第十三页，共71页。4.三相(sn xin)电路 三相电路就是(jish)由对称三相电源和三相负载联接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以组成：电源YY负载电源Y负载当电源(dinyun)和负载都对称时，称为对称三相电路。注意下 页上 页返 回第13页/共70页第十四页，共71页。三相(sn xin)四线制YYYZZZN+AN+B+CZZZ+A+B+C三相(sn xin)三线制下 页上 页返 回第14页/共70页第十五页，共71页。1.名词(mng c)介绍+ANX+BY+CZ+AXBYCZ+端线(dun xin)(火线)：始端A,B,C 三端引出线。中线：中性点N引出(yn ch)线，连接无中线。12.2 线电压(电流)与相电压(电流)的关系下 页上 页返 回第15页/共70页第十六页，共71页。相电压：每相电源(dinyun)的电压。线电压：端线(dun xin)与端线(dun xin)之间的电压。+AXBYCZ+ANX+BY+CZ线电流(dinli)：流过端线的电流(dinli)。下 页上 页返 回第16页/共70页第十七页，共71页。ABCZBCZCAZABABCNZAZCZB负载(fzi)的相电压：每相负载(fzi)上的电压。负载的线电压：负载端线(dun xin)间的电压。线电流(dinli)：流过端线的电流(dinli)。相电流：流过每相负载的电流。+-+-下 页上 页返 回第17页/共70页第十八页，共71页。Y联接(lin ji)+A+B+C2.相电压和线电压的关系(gun x)下 页上 页返 回第18页/共70页第十九页，共71页。利用相量图得到(d do)相电压和线电压之间的关系：线电压对称(duchn)(大小相等，相位互差120o)一般(ybn)表示为：30o30o30o下 页上 页返 回第19页/共70页第二十页，共71页。对Y联接(lin ji)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(xi bio)字母标出。(1)相电压对称(duchn)，则线电压也对称(duchn)(3)线电压相位领先对应相电压30o。结论下 页上 页返 回第20页/共70页第二十一页，共71页。联接(lin ji)线电压等于(dngy)对应的相电压以上(yshng)关于线电压和相电压的关系也适用于对称星型负载和三角型负载。注意+AXBYCZ+下 页上 页返 回第21页/共70页第二十二页，共71页。联接电源始端末端要依次(yc)相连。正确(zhngqu)接法错误(cuw)接法 I=0 电源中不会产生环流I 0 电源中将会产生环流下 页上 页返 回第22页/共70页第二十三页，共71页。2.相电流(dinli)和线电流(dinli)的关系Y联接(lin ji)时，线电流等于相电流。ZZZN+N+Y联接(lin ji)结论下 页上 页返 回第23页/共70页第二十四页，共71页。+ZZZ结论联接的对称(duchn)电路：(2)线电流(dinli)相位滞后对应相电流(dinli)30o。Z/3Z/3Z/3NCBA联接(lin ji)下 页上 页返 回第24页/共70页第二十五页，共71页。13.3 对称(duchn)三相电路的计算 对称三相电路由于电源对称、负载(fzi)对称、线路对称，因而可以引入一特殊的计算方法。1.YY联接(lin ji)(三相三线制）ZZZN+N+下 页上 页返 回第25页/共70页第二十六页，共71页。以N点为参考点，对N点列写结点(ji din)方程：ZZZN+N+下 页上 页返 回第26页/共70页第二十七页，共71页。负载(fzi)侧相电压：因N，N两点等电位，可将其短路(dunl)，且其中电流为零。这样便可将三相电路的计算化为单相电路的计算。也为对称(duchn)电压结论ZZZN+N+A相计算电路+ANNZ下 页上 页返 回第27页/共70页第二十八页，共71页。计算(j sun)电流：为对称(duchn)电流电源中点与负载中点等电位。有无中线(zhngxin)对电路情况没有影响。对称情况下，各相电压、电流都是对称的，可采用一相（A相）等效电路计算。其它两相的电压、电流可按对称关系直接写出。结论下 页上 页返 回第28页/共70页第二十九页，共71页。Y形联接的对称(duchn)三相负载，根据相、线电压、电流的关系得：2.Y联接(lin ji)解法(ji f)1负载上相电压与线电压相等：ZZZ+A+B+Ccab下 页上 页返 回第29页/共70页第三十页，共71页。相电流：线电流(dinli)：30o30o30o30o下 页上 页返 回第30页/共70页第三十一页，共71页。cab+ZZZ负载上相电压与线电压相等(xingdng)，且对称。线电流与相电流对称。线电流是相电流的 倍，相位落后相应相电流30。根据一相的计算结果，由对称性可得到其余(qy)两相结果。解法(ji f)2结论Z/3Z/3Z/3N c b a下 页上 页返 回第31页/共70页第三十二页，共71页。利用(lyng)计算相电流的一相等效电路。解法(ji f)3aZ/3A相计算电路+ANNaZ+ABb下 页上 页返 回第32页/共70页第三十三页，共71页。3.电源为联接时的对称(duchn)三相电路的计算 将电源用Y电源替代(tdi)，保证其线电压相等。ABC+A+B+C下 页上 页返 回第33页/共70页第三十四页，共71页。例+ZZZbACBZlZlZlac+Z/3Z/3bACBZlZlZlacZ/3Z/3Zla+ANN下 页上 页返 回第34页/共70页第三十五页，共71页。(1)将所有三相(sn xin)电源、负载都化为等值YY接电路；(2)连接负载和电源(dinyun)中点，中线上若有阻抗可不计；(3)画出单相(dn xin)计算电路，求出一相的电压、电流：(4)根据接、Y接时线量、相量之间的关系，求出原电路的电流电压。(5)由对称性，得出其它两相的电压、电流。对称三相电路的一般计算方法:一相电路中的电压为Y接时的相电压。一相电路中的电流为线电流。小结下 页上 页返 回第35页/共70页第三十六页，共71页。例1 对称三相电源线电压为380V，Z=6.4+j4.8，Zl=6.4+j4.8。求负载 Z 的相、线电压和电流。解画出一相计算(j sun)图ZZla+ANN+ZZACBZlZlZlZNNacb下 页上 页返 回第36页/共70页第三十七页，共71页。ZZla+ANN下 页上 页返 回第37页/共70页第三十八页，共71页。例2 对称三相负载分别(fnbi)接成Y和型。求线电流。解 应用：Y降压(jin y)起动。ABCZZZABCZZZ下 页上 页返 回第38页/共70页第三十九页，共71页。例3 对称三相电路(dinl)，电源线电压为380V，|Z1|=10，cos1=0.6(感性)，Z2=j50，ZN=1+j2。求：线电流(dinli)、相电流(dinli)，画出相量图(以A相为例)。解 画出一相计算(j sun)图+_Z1+_+NACBZ1Z2ZNN下 页上 页返 回第39页/共70页第四十页，共71页。根据(gnj)对称性，得B、C相的线电流、相电流：+_Z1下 页上 页返 回第40页/共70页第四十一页，共71页。由此可以(ky)画出相量图：30o53.1o18.4o下 页上 页返 回第41页/共70页第四十二页，共71页。例4消去互感，进行Y变换，取A相计算(j sun)电路+_Z1Z1Z1Z2Z2Z2ZnLLLRRRABCM*MMLMLMLM解 下 页上 页返 回第42页/共70页第四十三页，共71页。负载(fzi)化为Y接。根据对称性，中性电阻(dinz)Zn 短路。Z1Z2/3Z3+_下 页上 页返 回第43页/共70页第四十四页，共71页。电源(dinyun)不对称（不对称程度小，系统保证其对称)。电路参数(负载)不对称(duchn)情况很多。电源(dinyun)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。主要了解：中性点位移。12.4 不对称三相电路的概念 讨论对象下 页上 页返 回第44页/共70页第四十五页，共71页。负载(fzi)各相电压：三相负载(fzi)Za、Zb、Zc不相同。N+N+ZNZaZbZc下 页上 页返 回第45页/共70页第四十六页，共71页。负载中点与电源(dinyun)中点不重合。在电源对称情况下，可以根据中点位移的情况来判断负载端不对称的程度。当中点位移较大时，会造成负载相电压严重不对称，使负载的工作(gngzu)状态不正常。相量图NN中性点位移(wiy)注意下 页上 页返 回第46页/共70页第四十七页，共71页。例1(1)正常情况下，三相四线制，中线(zhngxin)阻抗约为零。每相负载的工作情况(qngkung)相对独立。(2)若三相三线(sn xin)制,设A相断路(三相不对称)灯泡电压低，灯光昏暗。ACBN照明电路：ACBNN下 页上 页返 回第47页/共70页第四十八页，共71页。(3)A相短路(dunl)超过灯泡(dngpo)的额定电压，灯泡(dngpo)可能烧坏。计算(j sun)短路电流：ACBN短路电流是正常时电流的3倍注意下 页上 页返 回第48页/共70页第四十九页，共71页。要消除或减少中点的位移，尽量减少中线阻抗，然而从经济的观点来看，中线不可能(knng)做得很粗，应适当调整负载，使其接近对称情况。结论负载不对称，电源中性点和负载中性点不等位，中线(zhngxin)中有电流，各相电压、电流不存在对称关系；中线(zhngxin)不装保险，并且中线(zhngxin)较粗。一是减少损耗，二是加强强度(中线(zhngxin)一旦断了，负载不能正常工作)。下 页上 页返 回第49页/共70页第五十页，共71页。图示为相序仪电路。说明(shumng)测相序的方法解例2应用(yngyng)戴维宁定理A当C变化(binhu)时，N在半圆上移动ABCCRRN+N+CReq+AN下 页上 页返 回第50页/共70页第五十一页，共71页。若以接电容一相为A相，则B相电压比C相电压高。B相灯较亮，C相较暗(正序)。据此可测定(cdng)三相电源的相序。NCBAN三相(sn xin)电源的相量图电容断路(dun l)，N在CB线中点电容变化，N在半圆上运动，因此总满足：下 页上 页返 回第51页/共70页第五十二页，共71页。例3如图电路中，电源三相对(xingdu)称。当开关S闭合时，电流表的读数均为5A。求：开关S打开(d ki)后各电流表的读数。解 开关S打开后，表A2的电流(dinli)数与负载对称时相同。而表A1和表A3的电流(dinli)数等于负载对称时的相电流(dinli)。ZZZA2SA3A1=5AA2A1A3下 页上 页返 回第52页/共70页第五十三页，共71页。1.对称三相电路(dinl)功率的计算12.5 三相电路(dinl)的功率 Pp=UpIpcos 三相(sn xin)总功率：P=3Pp=3UpIpcos 平均功率ABCZZZ下 页上 页返 回第53页/共70页第五十四页，共71页。(1)为相电压与相电流的相位差(阻抗角)，不要(byo)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(duchn)三相制中有 cos A=cos B=cos C=cos 。(3)公式计算电源(dinyun)发出的功率(或负载吸收的 功率)。ABCZZZ注意下 页上 页返 回第54页/共70页第五十五页，共71页。ABCRRRABCRRR例1 已知对称三相电路线电压Ul ，问负载接成Y和各从电网(dinwng)获取多少功率？解结论(1)当负载由Y改接成时，若线电压不变，则由于相电压与相电流增大 倍，所以功率增大3倍。(2)若负载(fzi)的相电压不变，则不论怎样连接其功率不变。下 页上 页返 回第55页/共70页第五十六页，共71页。无功功率(w n n l)Q=QA+QB+QC=3Qp视在功率(sh zi n l)2）这里(zhl)的，P、Q、S 都是指三相总和。1）功率因数也可定义为：cos =P/S 注意3）不对称时 无意义下 页上 页返 回第56页/共70页第五十七页，共71页。对称(duchn)三相负载的瞬时功率下 页上 页返 回第57页/共70页第五十八页，共71页。单相(dn xin)：瞬时功率脉动三相(sn xin)：瞬时功率恒定 tpo3UIcosp toUIcos电动机转矩:m p可以得到均衡(jnhng)的机械力矩。避免了机械振动。下 页上 页返 回第58页/共70页第五十九页，共71页。2.三相功率(gngl)的测量三表法若负载对称，则需一块(y kui)表，读数乘以 3。三相(sn xin)四线制*三相负载WABCN*WW下 页上 页返 回第59页/共70页第六十页，共71页。二表法 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(diny)线圈的同名端接到其电流线圈所串的线上，电压(diny)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）三相(sn xin)三线制*三相负载WABC*W注意下 页上 页返 回第60页/共70页第六十一页，共71页。若W1的读数(dsh)为P1,W2的读数(dsh)为P2，则三相总功率为：P=P1+P2*W1ABC*W2三相负载*W1ABC*W2三相负载*W1ABC*W2三相负载下 页上 页返 回第61页/共70页第六十二页，共71页。证明(zhngmng)：因负载可以变为Y，故上述(shngsh)结论仍成立。p=uAN iA+uBN iB+uCN iC iA+iB+iC=0 iC=(iA+iB)p=(uAN uCN)iA+(uBN uCN)iB =uACiA+uBC iB 1:uAC 与iA的相位差，2 是uBC 与iB的相位差。设负载(fzi)是Y型联接P=UACIAcos 1+UBCIBcos 2 W1W2iAACBiBiCNZAZBZC注意下 页上 页返 回第62页/共70页第六十三页，共71页。1.只有在三相三线(sn xin)制条件下，才能用二表法，且不论负载对称与否。3.按正确极性接线时，若出现一个表指针反转即读数为负，将其电流线圈极性反接(fn ji)使指针指向正数，但此时读数应记为负值。2.两表读数的代数和为三相(sn xin)总功率，单块表的读数无意义。4.负载对称情况下，有：注意下 页上 页返 回第63页/共70页第六十四页，共71页。由相量图分析(fnx)：假设(jish)负载为感性，相电流(即线电流)落后相电压j。P=P1+P2=UACIAcos 1+UBCIBcos 2=UlIlcos 1+UlIlcos 2 1=30 2=+30N30 30 1 2 下 页上 页返 回第64页/共70页第六十五页，共71页。所以(suy)P1=UlIlcos 1=UlIlcos(30)P2=UlIlcos 2=UlIlcos(+30)=0P1P2P1=P1+P2 60o负数(零)(感性负载)60o负数(零)正数正数(容性负载)=90o0 讨论下 页上 页返 回第65页/共70页第六十六页，共71页。求：(1)线电流和电源发出的总功率；(2)用两表法测三相负载(fzi)的功率，画接线图 求两表读数。解例1 已知Ul =380V，Z1=30+j40，电动机 P=1700W，cosj=0.8(感性(gnxng)。(1)DABCZ1电动机下 页上 页返 回第66页/共70页第六十七页，共71页。电动机负载(fzi)：总电流(dinli)：下 页上 页返 回第67页/共70页第六十八页，共71页。表W1的读数(dsh)P1：(2)两表接法如图P1=UACIAcos 1=3807.56cos(46.2 30)=2758.73W表W2的读数(dsh)P2：P2=UBCIBcos 2=3807.56cos(30+46.2)=685.26W=P-P1DABCZ1电动机W1*W2下 页上 页返 回第68页/共70页第六十九页，共71页。例2根据(gnj)图示功率表的读数可以测取三相对称负载的什么功率？解N30 画出相量图，得功率表的读数(dsh)：P=UBCIAcos(900+)=UlIlsin 根据(gnj)功率表的读数可以测取负载的无功功率。*WABC*三相对称负载上 页返 回第69页/共70页第七十页，共71页。内容(nirng)总结会计学。返 回。输电(shdin)方面：比单项输电(shdin)节省钢材25。运电设备：结构简单、成本低、运行可靠、维护方便。三相电源是三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差1200的正弦电源。A、B、C 三端称为始端，。X、Y、Z 三端称为末端。（1）星形联接(Y联接)。（2）三角形联接(联接)。称三相对称负载。当电源和负载都对称时，称为对称三相电路。中线：中性点N引出线，连接无中线。线电压：端线与端线之间的电压。电源中点与负载中点等电位第七十一页，共71页。