三相电力系统培训教材fscb.docx

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1、第3章三三相电力力系统教学目的的：1）理解解三相电电源，线线电压和和相电压压，线电电流和相相电流。（2）掌握握三相电电压、电电流和功功率的计计算，中中线的作作用，负负载Y连接和和D连接的的三相电电路。（3）了解解三相电电路的功功率。教学方式式：讲授授、讨论论、仿真真演示教学时数数：4重点：三三相电压压、电流流和功率率的计算算，中线线的作用用，负载载Y连接和和D连接的的三相电电路。难点：三三相电源源，线电电压和相相电压，线线电流和和相电流流。教学内容容：电力系统统：由各各种电压压的电力力线路将将发电厂厂、变电电所和电电力用户户连接起起来的一一个发电电、输电电、变电电和用电电的整体体。主要要采用三

2、三相交流流电的形形式。31 三相电电源一、三相相电动势势的产生生三相电网网的电动动势是由由三相发发电机产产生的。发电机主主要由固固定的定定子和转转动的转转子两部部分组成成。定子铁心心由硅钢钢片叠压压而成，内内圆表面面有凹槽槽，槽内内安放的的线圈称称为绕组组。三相发电电机有三三组独立立的绕组组，总称称为三相相绕组。每相绕组的首端用U1、Vl、wl表示，末端用U2、V2、W2表示。各绕组的首端与首端之间以及末端与末端之间都是相隔120o安放。各相绕组组的匝数数和形状状都相同同。发电电机的转转子是由由内燃机机、汽轮轮机等驱驱动的磁磁极，磁磁极铁心心上装有有励磁绕绕组,通以直直流电。采采用适当当的磁极

3、极极面形形状，可可使定子子与转子子之间气气隙中的的磁通密密度呈正正弦形状状分布。当当转子以以恒定转转速旋转转时，定定子绕组组中感应应出来的的就是正正弦电动动势。设三个绕绕组中正正弦电动动势的瞬瞬时值为为e1、e2和e3，有效效值为E1、E2和E3，最大大值为E1m、E2m和E3m，三三个电动动势的有有效值或或最大值、频频率相等等（f=nnp/660n为转子子的旋转转速度，单单位为rmin，p为磁极极的对数数）,即三相相对称电电动势。三个电动动势到达达正或负负的最大大值的先先后顺序序称为三三相交流流电的相相序。 (123为顺相相序、132的相序序则称为为逆相序序。三相相电动势势一般指指顺相序序。

4、) 表达式为为：二、三相相电源的的星形联联结三相发电电机或三三相变压压器的三三个独立立绕组都都可各自自接上负负载成为为三个独独立的单单相（3*2根导线线）电路路。在三相制制的电力力系统中中，电源源的三个个绕组是是按星形形(Y形)和三角角形(形)两种方方式连接接起来向向负载供供电的。在星形联联结中，三三相绕组组的三个个末端UU2、V2、W2连接在在一起，成成为一个个公共点点，称为为中性点点。从中中性点引引出的导导线，称称为中性性线（N）。低低压系统统的中性性点通常常接地故中性性点又称称零点，中中性线又又称零线线或地线线。三个首端端U1、V1、W1引出的的导线称称为相线线或端线线L1、L2、L3。

5、相线线对地有有电位差差，能使使验电笔笔发光，故故常称为为火线。三根相线线和一根根中性线线都引出出的供电电方式称称为三相相四线制制供电，中中性线不不引出的的方式称称为三相相三线制制供电。相线与中中性线之之间的电电压称为为相电压压（U1、U2、U3）。相线与相相线之间间的电压压称为线线电压（U12、U23、U31）相电压和和线电压压的参考考方向如如图所示示。得得或在相位关关系上，各各线电压压分别导导前于相相应的相相电压30o。Ul=UUp我国低压压供电线线路的标标准电压压为相电电压2200V，故线线电压等等于3800V。32 三相负负载的星星形联结结三相负载载可以根根据对电电压的要要求联结结成星形

6、形或三角角形。星形联结结:负载承受受的电压压就是电电源的相相电压，而而且每相相负载与与电源构构成一个个单独回回路,各相电电流的计计算方法法和单相相电路一一样，即即相量图法法：三相负载载对称时时：三相四线线取消中中性线后后便成为为三相三三线制。在在任一瞬瞬间电流流总是沿沿着一根根或两根根相线流流经负载载，然后后再沿着着其余导导线返回回电源。照明电路路不能保保证三相相负载对对称，故故必需设设置中性性线，而而且要保保证中性性线的可可靠性。在在供电线线路的干干线上，中中性线不不设熔断断器和开开关。三相三线线制的星星形联结结只能在在三相负负载确保保对称时时采用。否否则各相相负载上上的电压压有的相相偏高，

7、有有的相偏偏低，使使负载损损坏或不不能正常常工作。中性线的的作用是是保证星星形联结结负载的的相电压压等于电电源的相相电压。【例3一一l】在三相相四线制制的供电电线路中中，已知知电压为为3802200V，三相相负载都都是自炽炽灯，其其中Ll相电阻R1为ll，L2相电阻R2为22，L3相电阻R3为44，求各各线电流流，并作作相量图图。【例32】上题题中，若若L3相灯不不开。(1)求各线线的电流流，画相相量图；(2)若此时时中性线线同时断断开，求求Ll相和L2相灯泡泡上的电电压。【解】 (11)图中若L3相灯不不开，即即R3为，故，I3=0，L1相和L2相不受受影响，电电流不变变。中性性线电流流为

8、(2)若L3相灯不不开，同同时中性性线也断断开，则则电路如如图所示示。可求得LLl相和L2棚灯泡泡的电压压为可见，当当中性线线断开时时各相负负载的电电压不再再等于电电源的相相电压。【例33】在图3一18中。已已知R1=R2=XC=l000，电源源电压为为3802200V。求各各相负载载的电压压。【解】本本题没有有中性线线，所以以是一个个复杂的的交流电电路，可可以用支支路电流流法或结结点电压压法求解解。根据支路路电流法法列出方方程组得N2与与N1之间的的电压为为本电路可可用来作作为相序序指示器器。电阻阻R1和R2可各用用两个额额定电压压都是2200V而功率率相同的的白炽灯灯串联后后代替。此此时电

9、容容器所接接的若认认为是L3相，则可可知灯泡泡较亮的的是L1相，灯灯泡不亮亮的是L2相。33 三相负负载的三三角形联联结三角形联联结的特特点是每每相负载载所承受受的电压压等于电电源的线线电压。由于各相负载的电压是固定的，故各相负载的工作情况不会相互影响，各相的电流可以按单相电路的方法进行计算。若是这样的单相负载较多时，就要分别接在各相线之间，使电网的三相负载比较均衡。三角形接接法的负负载不需需要中性性线，可可由三相相三线制制供电。各相电压压(就是线线电压)和相电电流的参参考方向向可按电电源的正正相序依依次设定定。得相电流流为：线电流为为：如果是三三相对称称负载，相电流和线电流一定也是对称的，I

10、12=I23=I31=IP、I1=I2=I3=IL它们的绝对值相等，在相位上互差120。从相量图图可以看看出，三三相对称称三角形形负载的的线电流流与相应应的相电电流的相相位滞后后30o，在数数值上线线电流为为相电流流倍，即IL=IP【例34】 在图中，已已知Z12、Z23和Z31均为16+j122，电源源电压为为3800V。求各各电流表表的读数数。【解】本本题为三三角形接接法的对对称负载载，各相相阻抗均均为所以各电电流表的的读数都都是32.9 AA。【例35】上题中中，若Z23改为8+jj6，其余余条件不不变。求求各电流流表的读读数。因此，电电流表A1的读数(I1)为32.9A，电流流表A2和

11、A3的读数(I2和I3)都为50.3A。34 三相电电路的功功率总的有功功功率等等于各相相有功功功率之和和，即若三相负负载对称称则有:总功率无功功率率视在功率率即【例36】在相电电压为2200V的三相相四线制制电源上上，星形形联结的的负载每每相阻抗抗都是20。但是L1相为电电阻性；L2相为电电感性，功功率因数数为0.887；L3相为电电容性，功功率因数数也是00.877。求三三相负载载的总功功率。【解】由由于各相相阻抗的的绝对值值相等，故故各相电电流的绝绝对值也也相等，即即 I1=I2=I3=2220/220A=11AA【例37】在图325中，星星形联结结和三角角形联结结负载的的每相阻阻抗都为为4+jj3，电源源的线电电压为3800V。分别别计算两两种接法法三相负负载的总总功率。【解】每每相负载载阻抗的的绝对值值为每相负载载的功率率因数为为对于星形形负载，有有对于三角角形负载载，有由于三角角形负载载的每相相电压是是星形负负载每相相电压的的倍，当电电源的线线电压相相同时，三三角形负负载的功功率是星星形负载载的3倍。课后作业业：