《电路》课件 三相电路分析及功率.ppt

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1、作 业,附加题1,例：已知： ，如果将 设为参考相量， 利用相量图解出 取何值时有 ， 其中 是 的初相位,附加题2,例：已知：L1=1H，L2=4H，耦合系数k=0.5，角频率 ，U=15V，UR=18V，u(t)超前uR(t) ， 求R与C,第10章 三相电路,10.1 三相电源 10.2 负载星形联结的三相电路 10.3 负载三角形联结的三相电路 10.4 三相电路的功率 10.5 三相功率的测量,目 录,10.2 负载星形联结的三相电路,（对称三相电路）星形联结,1. 三相四线制,求负载的相电流和相电压（其中Zl为端线间阻抗）,10.2 负载星形联结的三相电路,对称三相电路星形联结的等

2、效电路,1. 三相四线制,10.2 负载星形联结的三相电路,（对称三相电路）星形联结,1. 三相四线制,10.2 负载星形联结的三相电路,（对称三相电路）星形联结,1. 三相四线制,一相计算等效电路,中线阻抗不起作用,10.2 负载星形联结的三相电路,（对称三相电路）星形联结,2. 三相三线制,其余与四线相同,10.2 负载星形联结的三相电路,对称三相电路星形联结的等效电路,2. 三相三线制,星形联结的对称三相电路（三相四线制）（三相三线制）： 抽出一相进行计算（中线阻抗不起作用），其余两相利用 对称关系得到,10.2 负载星形联结的三相电路,（不对称三相电路）星形联结,1. 三相四线制,特点

3、：三相相互独立，互不影响（形成各自的独立回路）,10.2 负载星形联结的三相电路,（不对称三相电路）星形联结,1. 三相四线制,上式表明：中线上有电流通过,10.2 负载星形联结的三相电路,（不对称三相电路）星形联结,2. 三相三线制,10.2 负载星形联结的三相电路,（不对称三相电路）星形联结,2. 三相三线制,上式表明：负载中性点N与电源中性点N之间有电位差， 使得负载的相电压不再对称,10.2 负载星形联结的三相电路,（不对称三相电路）星形联结,2. 三相三线制,特点：三相相互影响，互不独立,10.2 负载星形联结的三相电路,三相负载不对称的星形联结,无中线情况：虽然电源线电压对称，但由

4、于没有中线， 负载相电压将不能保证对称！,负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小不 等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不 到额定电压，都不能正常工作。比如，照明电路中各 相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相三 线制供电，而且必须保证中（零）线可靠,为了确保中（零）线在运行中不断开，其上不允许接 任何断路器（保险丝、刀闸等）,10.2 负载星形联结的三相电路,（不对称三相电路）星形联结,三相四线制配电系统中，保险丝不能装在中线上,10.2 负载星形联结的三相电路,特例1：对称负载的断相,AN断相：,10.2 负载星形联结的三相电路,特例2：对称负载的短路,AN短路：,例题

5、,例题,分析： 因负载为对称负载，故负载中点和电源中点为等电位，所以中线上负载可短路处理。,例题,例题,求：各相电流。,已知：,每盏灯的额定值为: 220V、 100W,例题,用节点电位法,例题,每盏灯为 220V、 100W,例题,例题,应用实例-照明电路,正确接法: 每层楼的灯相互并联, 然后分别接至各相电压上。设电源电压为：,则每盏灯上都可得到额定的工作电压220V。,例题,照明电路的一般画法,例题,照明电路能否采用三相三线制 供电方式？,A,C,B,.,.,.,一层楼,二层楼,三层楼,N,例题,设线电压为380V。 A相断开后，B、C 两相串连，电压UBC （380V）加在B、C负载上

6、。如果两相负载对称，则每相负载上的电压为190V。,问题1：若一楼全部断开，二、三楼仍然接通, 情况如何?,分析：,结果二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。,例题,问题2：若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼 灯的数量不等（设二楼灯的数量为三层的 1/4 ）结果如何？,结果：二楼灯泡上的电压超过额定电压， 灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。,分析,10.3 负载三角形联结的三相电路,（对称三相电路）三角形联结,10.3 负载三角形联结的三相电路,（对称三相电路）三角形联结的等效电路,10.3 负载三角形联结的三相电路,运用星形联结计算结果，将三角形联结进行等效变换， 化为星形联结,其中：,10.3 负载

7、三角形联结的三相电路,10.3 负载三角形联结的三相电路,（不对称三相电路）三角形联结,10.3 负载三角形联结的三相电路,特例1：对称负载的断相,AB断相：,10.3 负载三角形联结的三相电路,特例2：对称负载的短路,A相负载发生短路，电源均短接烧掉,10.3 负载三角形联结的三相电路,例：已知 为一组对称三相电压， 求：,法1：节点电压法,法2：叠加定理,10.3 负载三角形联结的三相电路,解：利用叠加定理,+,10.3 负载三角形联结的三相电路,例：已知对称三相电源的线电压Ul = 380V, r = 10, R = 90, Z = 21+j48, 求IZ,10.3 负载三角形联结的三相

8、电路,解：利用戴维南定理求解,1. 求,10.3 负载三角形联结的三相电路,2. 求,此时为一平衡电桥：,10.3 负载三角形联结的三相电路,3.,10.4 三相电路的功率,平均功率,对称时：,10.4 三相电路的功率,平均功率（对称电路）,电源星形联结：,电源三角形联结：,故：,10.4 三相电路的功率,无功功率,对称时：,视在功率,对称时：,10.5 三相功率的测量,三相功率的测量（两瓦特表法）,可见等式右端两式分别对应两个瓦特表的读数,10.5 三相功率的测量,三相功率,对于不对称三相负载，功率计算没有统一的公式，可以 根据功率守恒原则进行计算：,例题,例：已知对称三相电源线电压（顺序）

9、UL=380V，阻抗 ， ，试求各线电流有效值 及三相电路消耗的总平均功率P,安全用电,电流对人体的作用和伤害,电击：电流通过人体，影响呼吸系统、心脏和神经系 统，造成人体内部组织的破坏乃至死亡,人体触电时，电流对人体会造成两种伤害：,电伤：在电弧作用下或熔断丝熔断时，对人体外部的 伤害，如烧伤、金属溅伤等,调查表明，绝大部分的触电事故都是由电击造成的。 电击伤害的程度取决于通过人体电流的大小、持续时 间、电流的频率以及电流通过人体的途径等,安全用电,雷击和高压触电：此时流过人体的电流较大，使人体 遭受严重的电灼伤，组织炭化坏死以及其他难以恢复 的永久性伤害,人体触电可分为两种情况：,低压触电

10、：在几十毫安或更大的电流作用下，人体有 针刺痛感，或出现痉挛、血压升高、心律不齐以致昏 迷等暂时性的功能失常，严重的可能使呼吸停止、心 跳骤停，从而危及生命,触电的危险程度与流过人体电流的大小，电流的种类， 持续的时间，电流的频率，以及电流通过人体的途径等 因素有关,安全用电,人体电阻：人体电阻因人而异，通常为 104 105 ， 当角质外层破坏时，则降到8001000,电流强度对人的伤害：工频(5060Hz)情况下, 人体允 许的安全电流为30mA，工频危险电流为50mA,电流频率对人体的伤害：对人体能够产生最强伤害的电流 是40-60Hz的交变电流（就是家里电源插头提供的电流）, 因为这是

11、早期供电系统能够达到的极限, 后来研究发现这 是对人伤害最大的电流。实践证明，直流电对血液有分解 作用，而高频电流不仅没有危害还可以用于医疗保健等,安全用电,电流持续时间与路径对人体的伤害：电流通过人体的 时间愈长，则伤害愈大。电流的路径通过心脏会导致 神经失常、心跳停止、血液循环中断，危险性最大。 其中电流的流经从右手到左脚的路径是最危险的,安全用电,触电方式和安全电压,三相四线制供电线路中性点都是接地的。当人体与任 何一根相线接触时，将有电流通过人体，如图所示，人 体承受相电压。此时流过人体的电流为：,Rb,R0为接地电阻；Rb为人体电阻，随皮肤表面的干湿、洁污程度和接触电压而变，而且电阻

12、随所加电压的增大和持续时间的增加而减小。如果人体与地面的绝缘良好（如人站在绝缘物体上），将使触电的危险性大大减小,安全用电,若取人体电阻为1k，安全电流取30mA，则人体允许 持续接触的最高电压为100030103=30V，显然， 常用的低压供电系统的220V相电压远超过安全电压,当人体双线触电（即人体同时接触两根相线）时，人 体所承受的电压为线电压，其危险性远比单相触电大,安全用电,根据环境不同，我国规定有相应的电压等级：在有触 电危险的场所，安全电压为42V；在多导电粉尘的场所， 安全电压为36V；在特别潮湿的井下，安全电压为12V,为避免工作人员使用电气设备时发生触电危险，须采 取一系列

13、安全措施，如安装防护罩以免触及电气设备 的带电部分，为防止绝缘损坏造成触电事故，则应接 保护地线等,安全用电,工作接地,为保证电气设备正常运行而进行的接地称为工作接地。 如电源中性点的直接接地，维持三相供电系统中相线 对地电压不变，当地面上的人不慎触摸到一相线时， 其触电电压为相电压。如果中性点不接地，当一相接 地而人体触及另外两相之一时，则触电电压将为相电 压的1.73倍，即为线电压，这使触电的危险性大增,安全用电,保护接地,为保障人身安全，防止触电而将电气设备的金属外壳 （正常情况下是不带电的）接地，称为保护接地。 这种接地方式适用于电源中性点不接地的三相三线制 供电系统,安全用电,保护接零,将电气设备的金属外壳接到中性线（也称为零线） 上称为保护接零 ，这种方法适用于电源中性点接地 （即有工作接地）的三相四线制供电系统中,三相四线制中性点接地的低压供电系统中不容许采 用保护接地,