第十二章三相电路xdlA.ppt

《第十二章三相电路xdlA.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十二章三相电路xdlA.ppt（61页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、现在学习的是第1页，共61页l重点重点 1.1.三相电路的基本概念三相电路的基本概念 2.2.对称三相电路的分析计算对称三相电路的分析计算 3.3.不对称三相电路的概念不对称三相电路的概念 4.4.三相电路的功率三相电路的功率返 回现在学习的是第2页，共61页 三相电路由三相电源、三相电路由三相电源、三相负载和三相输电线路三相负载和三相输电线路三部分组成。三部分组成。发电方面：比单项电源可提高功率发电方面：比单项电源可提高功率50；输电方面：比单项输电节省钢材输电方面：比单项输电节省钢材25；12.1 12.1 12.1 12.1 三相电路三相电路三相电路三相电路l三相电路的优点三相电路的优点

2、下 页上 页配电方面：三相变压器比单项变压器经济且便配电方面：三相变压器比单项变压器经济且便于接入负载；于接入负载；运电设备：结构简单、运行可靠、维护方便。运电设备：结构简单、运行可靠、维护方便。返 回现在学习的是第3页，共61页l三相电路的特殊性三相电路的特殊性 （1 1）特殊的电源）特殊的电源 （2 2）特殊的负载）特殊的负载 （3 3）特殊的连接）特殊的连接 （4 4）特殊的求解方式）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。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。研究三

3、相电路要注意其特殊性。下 页上 页返 回现在学习的是第4页，共61页1.1.对称三相电源对称三相电源通通常常由由三三相相发发电电机机产产生生，三三相相绕绕组组在在空空间间互互差差120，当当转转子子以以均均匀匀角角速速度度转转动动时时，在在三三相相绕绕组组中中产产生生感感应应电电压压，从从而而形形成对称三相电源。成对称三相电源。三相发电机示意图三相发电机示意图 对称三相电源是三个频率相同、振幅相同、相位彼此相对称三相电源是三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差差1200的正弦电源按一定的方式连接在一起。的正弦电源按一定的方式连接在一起。NSIAZBXCY下 页上 页返 回现在学习的是第5页，共6

4、1页下 页上 页返 回现在学习的是第6页，共61页瞬时值表达式瞬时值表达式波形图波形图A、B、C 三端称为始端三端称为始端，X、Y、Z 三端称为末端三端称为末端。u tuAuBuCoA+XuAB+YuBC+ZuC下 页上 页返 回现在学习的是第7页，共61页相量表示相量表示120120120对称三相电源的特点对称三相电源的特点下 页上 页返 回现在学习的是第8页，共61页正序正序(顺序顺序)：ABCA负序负序(逆序逆序)：ACBAABC相序的实际意义：相序的实际意义：以后如果不加说明，一般都认为是正相序。以后如果不加说明，一般都认为是正相序。DABC123DACB123正转正转反转反转ABC三

5、相电源各相经过同一值三相电源各相经过同一值(如最大值如最大值)的先后顺序。的先后顺序。对称三相电源的相序对称三相电源的相序三相电机下 页上 页返 回现在学习的是第9页，共61页2.2.三相电源的联接三相电源的联接 X,Y,Z 接在一起的点称为接在一起的点称为Y联接三相电源的中联接三相电源的中性点，用性点，用N表示。表示。（1 1）星形联接）星形联接(Y联接联接)+ANX+BY+CZ+ABCN-下 页上 页返 回现在学习的是第10页，共61页（2 2）三角形联接）三角形联接(联联接接)三角形联接的三相电源没有中点。三角形联接的三相电源没有中点。注意+AXBYCZ+X+CYZABC下 页上 页返

6、回现在学习的是第11页，共61页注意注意 联联接电源始端末端要依次相连。接电源始端末端要依次相连。正确接法正确接法错误接法错误接法 I=0 电源电源中不会产生环流中不会产生环流I 0 电源电源中将会产生环流中将会产生环流下 页上 页返 回现在学习的是第12页，共61页3.3.三相负载及其联接三相负载及其联接(1)星形联接星形联接称三相对称负载称三相对称负载 三相电路的负载由三部分组成，其中每一部分称为一三相电路的负载由三部分组成，其中每一部分称为一相负载，三相负载也有二种联接方式。相负载，三相负载也有二种联接方式。ABCNZAZCZBABCNZAZCZB下 页上 页返 回现在学习的是第13页，

7、共61页(2)三角形联接三角形联接ABCZBCZCAZABABCZBCZCAZAB称三相对称负载称三相对称负载下 页上 页返 回现在学习的是第14页，共61页4.4.三相电路三相电路 三相电路就是由三相电源和三相负载联接起来三相电路就是由三相电源和三相负载联接起来所组成的系统。所组成的系统。电源电源YY负载负载电源电源Y负载负载当电源和负载都对称时，称为对称三相电路。当电源和负载都对称时，称为对称三相电路。注意下 页上 页返 回现在学习的是第15页，共61页三相四线制三相四线制YYYZZZN+AN+B+CZZZ+A+B+C三相三线制三相三线制下 页上 页返 回现在学习的是第16页，共61页1.

8、名词介绍名词介绍+ANX+BY+CZ+AXBYCZ+端线端线(火线火线)：始端：始端A,B,C 三端引出线。三端引出线。中线：中性点中线：中性点N引出线，引出线，连接连接无中线。无中线。12.2 12.2 对称三相电路线电压对称三相电路线电压(电流电流)与相电压与相电压(电流电流)的关系的关系下 页上 页返 回现在学习的是第17页，共61页相电压：每相电源（负载）的电压。相电压：每相电源（负载）的电压。线电压：端线与端线之间的电压。线电压：端线与端线之间的电压。+AXBYCZ+ANX+BY+CZ线电流：流过端线的电流。线电流：流过端线的电流。下 页上 页返 回相电流：流过每相的电流。相电流：流

9、过每相的电流。现在学习的是第18页，共61页ABCZBCZCAZABABCNZAZCZB负载的相电压：每相负载上的电压。负载的相电压：每相负载上的电压。负载的线电压：负载端线间的电压。负载的线电压：负载端线间的电压。+-+-下 页上 页返 回现在学习的是第19页，共61页Y联接联接+A+B+C2.2.相电压和线电压的关系相电压和线电压的关系下 页上 页返 回N现在学习的是第20页，共61页利用相量图得到相电压和线电压之间的关系：利用相量图得到相电压和线电压之间的关系：30o30o30o下 页上 页返 回现在学习的是第21页，共61页Y联联接的接的对称三相电源对称三相电源 所谓的所谓的“对应对应

10、”：对应相电压用线电压的：对应相电压用线电压的 第一个下标字母标出。第一个下标字母标出。(1)相电压对称，则线电压也对称相电压对称，则线电压也对称(3)线电压相位线电压相位超前超前对应相电压对应相电压30o。结论下 页上 页返 回现在学习的是第22页，共61页 相电流和线电流的关系相电流和线电流的关系Y联接时，线电流等于相电流。联接时，线电流等于相电流。ZZZN+N+Y联接联接结论下 页上 页返 回现在学习的是第23页，共61页线电压等于对应的相电压线电压等于对应的相电压+AXBYCZ+下 页上 页返 回 联联接接相电压和线电压的关系相电压和线电压的关系现在学习的是第24页，共61页+ZZZ结

11、论联接的对称电路联接的对称电路(2)线电线电流流相位相位滞后滞后对应相电对应相电流流30o。下 页上 页返 回联接联接相电流和线电流的关系相电流和线电流的关系现在学习的是第25页，共61页12.3 12.3 对称三相电路的计算对称三相电路的计算 对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对称，因而可以引入一特殊的计算方法。称，因而可以引入一特殊的计算方法。1.1.YY联接联接(三相三线制）三相三线制）ZZZN+N+下 页上 页返 回现在学习的是第26页，共61页以以N点为参考点，对点为参考点，对N点点列写结点方程：列写结点方程：ZZZN+N+下 页上 页

12、返 回现在学习的是第27页，共61页N+N+ZNZZZ现在学习的是第28页，共61页负载侧相电压：负载侧相电压：因因N，N两点等电位，可将其短路，且其中两点等电位，可将其短路，且其中电流为零。这样便可将三相电路的计算化为电流为零。这样便可将三相电路的计算化为单单相电路的计相电路的计算。算。也为对称电压结论ZZZN+N+A相计算电路+ANNZ下 页上 页返 回现在学习的是第29页，共61页计算电流：计算电流：为对称电流电源中点与负载中点等电位。有无中线对电源中点与负载中点等电位。有无中线对对称对称电路没有电路没有影响。影响。对对称称情情况况下下，各各相相电电压压、电电流流都都是是对对称称的的，可

13、可采采用用一一相相（A相相）等等效效电电路路计计算算。其其它它两两相相的的电电压压、电流可按对称关系直接写出。电流可按对称关系直接写出。结论下 页上 页返 回现在学习的是第30页，共61页Y形联接的对称三相负载，根据相、线电压、电流的关形联接的对称三相负载，根据相、线电压、电流的关系得：系得：2.2.Y联联接接解法解法1负载上相电压与线电压相等：负载上相电压与线电压相等：ZZZ+A+B+Ccab下 页上 页返 回现在学习的是第31页，共61页相电流：相电流：线电流：线电流：下 页上 页返 回现在学习的是第32页，共61页cab+ZZZ解法解法2Z/3Z/3Z/3N c b a下 页上 页返 回

14、aZ/3A相计算电路+ANN现在学习的是第33页，共61页3.3.电源为电源为联接时的对称三相电路的计算联接时的对称三相电路的计算 将将 电源用电源用Y电源替电源替代，保证其线电压相等。代，保证其线电压相等。ACB+A+B+C下 页上 页返 回现在学习的是第34页，共61页例例+ZZZbACBZlZlZlac+Z/3Z/3bACBZlZlZlacZ/3下 页上 页返 回现在学习的是第35页，共61页例例1 对称三相电源线电压为对称三相电源线电压为380V，Z=6.4+j4.8，Zl=6.4+j4.8。求负载求负载 Z 的相、线电压和电流。的相、线电压和电流。+ZZACBZlZlZlZNNacb

15、下 页上 页返 回现在学习的是第36页，共61页下 页上 页返 回现在学习的是第37页，共61页例例对对称称三三相相电电路路，电电源源线线电电压压为为380V，|Z1|=10，cos1=0.6(感性感性)，Z2=j50，ZN=1+j2。求：线电流、相电流，画出相量图求：线电流、相电流，画出相量图(以以A相为例相为例)。解解+_Z1+_+NACBZ1Z2ZNN下 页上 页返 回现在学习的是第38页，共61页根据对称性，得根据对称性，得B、C相的线电流、相电流：相的线电流、相电流：+_Z1下 页上 页返 回现在学习的是第39页，共61页由此可以画出相量图：由此可以画出相量图：30o53.1o18.

16、4o下 页上 页返 回现在学习的是第40页，共61页现在学习的是第41页，共61页现在学习的是第42页，共61页电源不对称（不对称程度小，系统保证其对称电源不对称（不对称程度小，系统保证其对称)。电路参数电路参数(负载负载)不对称情况很多。不对称情况很多。电源对称，负载不对称电源对称，负载不对称(低压电力网低压电力网)。分析方法分析方法不对称不对称复杂交流电路分析方法。复杂交流电路分析方法。主要了解：中性点位移。主要了解：中性点位移。12.4 12.4 12.4 12.4 不对称三相电路的概念不对称三相电路的概念不对称三相电路的概念不对称三相电路的概念 讨论对象讨论对象下 页上 页返 回现在学

17、习的是第43页，共61页负载各相电压：负载各相电压：三相负载三相负载Za、Zb、Zc不相同。不相同。N+N+ZNZaZbZc下 页上 页返 回现在学习的是第44页，共61页负载中点与电源中点不重合。负载中点与电源中点不重合。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，使负载的工作状态不正常。载相电压严重不对称，使负载的工作状态不正常。相量图相量图NN中性点位移中性点位移注意注意下 页上 页返 回现在学习的是第45页，共61页要要消消除除

18、或或减减少少中中点点的的位位移移，尽尽量量减减少少中中线线阻阻抗抗，然然而而从从经经济济的的观观点点来来看看，中中线线不不可可能能做做得得很很粗粗，应应适适当当调调整负载，使其接近对称情况。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，负载不对称，电源中性点和负载中性点不等位，中线中有电流，各相电压、电流不存在对称关系；中线中有电流，各相电压、电流不存在对称关系；中线不装保险。一是减少损耗，中线不装保险。一是减少损耗，二是加强强度二是加强强度(中中线一旦断了，负载不能正常工作线一旦断了，负载不能正常工作)。下 页上 页返 回现在学习的是第46页，共61页例例1(1)正

19、常情况下，三相四线制，中线阻抗约为零。正常情况下，三相四线制，中线阻抗约为零。每每相相负负载载的的工工作作情况相对独立。情况相对独立。(2)若三相三线制若三相三线制,设设A相断路相断路(三相不对称三相不对称)灯泡电压低，灯光昏灯泡电压低，灯光昏暗。暗。ACBN照明电路：照明电路：ACBNN下 页上 页返 回现在学习的是第47页，共61页(3)A相短路相短路超过灯泡的额定电压，灯泡超过灯泡的额定电压，灯泡可能烧坏。可能烧坏。计算短路电流：计算短路电流：ACBN短路电流是正常时电流的短路电流是正常时电流的3 3倍倍注意下 页上 页返 回现在学习的是第48页，共61页现在学习的是第49页，共61页例

20、例3如如图图电电路路中中，电电源源三三相相对对称称。当当开开关关S闭闭合合时时，电电流流表表的读数均为的读数均为5A。求求：开开关关S打打开开后后各各电电流表的读数。流表的读数。解解 开开关关S打打开开后后，表表A2的的电电流流数数与与负负载载对对称称时时相相同同。而而表表A1和表A3的的电电流流数数等等于于负负载载对对称称时时的相电流。的相电流。ZZZA2SA3A1=5AA2A1A3下 页上 页返 回现在学习的是第50页，共61页现在学习的是第51页，共61页1.1.对称三相电路功率的计算对称三相电路功率的计算12.5 12.5 12.5 12.5 三相电路的功率三相电路的功率三相电路的功率

21、三相电路的功率 Pp=UpIpcos 三相总功率三相总功率：P=3Pp=3UpIpcos 平均功率平均功率ABCZZZ下 页上 页返 回现在学习的是第52页，共61页(1)为相电压与相电流的相位差为相电压与相电流的相位差(阻抗角阻抗角)，不要误，不要误以为是线电压与线电流的相位差。以为是线电压与线电流的相位差。(2)cos为每相的功率因数，在对称三相制中有为每相的功率因数，在对称三相制中有 cos A=cos B=cos C=cos 。(3)公式计算电源发出的功率公式计算电源发出的功率(或负载吸收的或负载吸收的 功率功率)。ABCZZZ注意下 页上 页返 回现在学习的是第53页，共61页ABC

22、RRRABCRRR例例 已知对称三相电路线电压已知对称三相电路线电压Ul ，问负载接成问负载接成Y和和各从电网获取的功率是否相同？各从电网获取的功率是否相同？解解下 页上 页返 回现在学习的是第54页，共61页无功功率无功功率Q=QA+QB+QC=3Qp视在功率视在功率2）这里的，这里的，P、Q、S 都是指三相总和。都是指三相总和。1）功率因数也可定义为：功率因数也可定义为：cos =P/S 注意3）不对称时不对称时 无意义无意义下 页上 页返 回现在学习的是第55页，共61页对称三相负载的瞬时功率对称三相负载的瞬时功率下 页上 页返 回现在学习的是第56页，共61页单相：瞬时功率脉动单相：瞬

23、时功率脉动三相：瞬时功率恒定三相：瞬时功率恒定 tpo3UIcosp toUIcos电动机转矩电动机转矩:m p可以得到均衡的机械力矩可以得到均衡的机械力矩,避免了机械振动。避免了机械振动。下 页上 页返 回现在学习的是第57页，共61页2.2.三相功率的测量三相功率的测量三表法三表法若负载对称，则需一块表，读数乘以若负载对称，则需一块表，读数乘以 3 3。三相四线制*三三相相负负载载WABCN*WW下 页上 页返 回现在学习的是第58页，共61页二表法二表法 测测量量线线路路的的接接法法是是将将两两个个功功率率表表的的电电流流线线圈圈串串到到任任意意两两相相中中，电电压压线线圈圈的的同同名名

24、端端接接到到其其电电流流线线圈圈所所串串的的线线上上，电电压压线线圈圈的的非非同同名名端端接接到到另另一一相相没没有有串串功功率率表表的线上。（有三种接线方式）的线上。（有三种接线方式）三相三线制*三三相相负负载载WABC*W注意下 页上 页返 回现在学习的是第59页，共61页若若W1的读数为的读数为P1,W2的读数为的读数为P2，则三相总功率为：，则三相总功率为：P=P1+P2*W1ABC*W2三三相相负负载载*W1ABC*W2三三相相负负载载*W1ABC*W2三三相相负负载载下 页上 页返 回现在学习的是第60页，共61页证明：证明：因因负载可以变为负载可以变为Y，故上述结论仍成立。，故上述结论仍成立。p=uAiA+uB iB+uC iC iA+iB+iC=0 iC=(iA+iB)p=(uA uC)iA+(uB uC)iB 1:uAC 与与iA的相位差的相位差，2 是是uBC 与与iB的相位差。的相位差。设负载是设负载是Y型联接型联接P=UACIAcos 1+UBCIBcos 2 W1W2iAACBiBiCNZAZBZC注意下 页上 页返 回*W1ABC*W2三三相相负负载载现在学习的是第61页，共61页