第2章 三相电路PPT讲稿.ppt

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1、第2章 三相电路第1页，共36页，编辑于2022年，星期一三相电压瞬时表示式三相电压瞬时表示式三相电压瞬时表示式三相电压瞬时表示式相量表示相量表示相量表示相量表示铁心铁心（作为导磁路经）（作为导磁路经）三相绕组三相绕组匝数相同匝数相同空间排列互差空间排列互差120:直流励磁的电磁铁直流励磁的电磁铁定子定子转子转子发电机结构发电机结构第2页，共36页，编辑于2022年，星期一相量图相量图相量图相量图波形图波形图波形图波形图u0uAuBuC2 120240360UBUA.120120120UC.三相电动势瞬时表示式三相电动势瞬时表示式相量表示相量表示第3页，共36页，编辑于2022年，星期一对称三

2、相电势的瞬时值之和为对称三相电势的瞬时值之和为 0三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。最大值相等最大值相等频率相同频率相同相位互差相位互差120称为对称三相电压称为对称三相电压三个正弦交流电动势满足以下特征三个正弦交流电动势满足以下特征供电系统三相交流电的相序为供电系统三相交流电的相序为 A B C第4页，共36页，编辑于2022年，星期一二、三相电源的星形联接二、三相电源的星形联接1.联接方式联接方式中线中线(零线、地线零线、地线零线、地线零线、地线)中性点端线端线(相线、火线

3、相线、火线相线、火线相线、火线)在低压系统在低压系统在低压系统在低压系统,中性中性中性中性点通常接地，所以点通常接地，所以点通常接地，所以点通常接地，所以也称地线。也称地线。也称地线。也称地线。相电压相电压：发电机每相绕组（端线与中线间）的电压：发电机每相绕组（端线与中线间）的电压线电压线电压线电压线电压：端线与端线间的电压：端线与端线间的电压：端线与端线间的电压：端线与端线间的电压、Up+、UlXYZNBCA+第5页，共36页，编辑于2022年，星期一2.2.线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系根据根据根据根据KVL定律定律定律定律由相量图可得由相量图可得相量图相量图 30AXYZNBC

4、eA+eC+eB+第6页，共36页，编辑于2022年，星期一同理同理三、三相电源的三角形联接三、三相电源的三角形联接+BAC第7页，共36页，编辑于2022年，星期一2.8.22.8.2三相电路中负载的联接方法三相电路中负载的联接方法三相负载三相负载三相负载三相负载不对称三相负载：不对称三相负载：不满足不满足不满足不满足 Z ZA=Z ZB B=Z ZC 如由单相负载组成的三相负载如由单相负载组成的三相负载如由单相负载组成的三相负载如由单相负载组成的三相负载对称三相负载：对称三相负载：ZA=ZB=ZC 如如三相电动机三相电动机负载分类负载分类单相负载：单相负载：只需一相电源供电只需一相电源供电

5、 照明负载、家用电器照明负载、家用电器负载负载三相负载：三相负载：需三相电源同时供电需三相电源同时供电 三相电动机等三相电动机等第8页，共36页，编辑于2022年，星期一A AB B电源电源电源电源C保险丝保险丝保险丝保险丝三相四线制三相四线制380/220380/220伏伏N N 额定相电压为额定相电压为220伏的单相负载伏的单相负载 额定线电压为额定线电压为380伏的三相负载伏的三相负载三相负载连接原则三相负载连接原则1.电源提供的电压电源提供的电压=负载的额定电压；负载的额定电压；2.单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。第9页，共36页，编辑于2022

6、年，星期一与三相电源类似，三相负载也有与三相电源类似，三相负载也有与三相电源类似，三相负载也有与三相电源类似，三相负载也有 Y Y和和和和 两种形式两种形式两种形式两种形式ZBZCZAN NZAZBZC线电流：线电流：流经端线的电流流经端线的电流相电流：相电流：流经每相负载的电流流经每相负载的电流线电压：线电压：端线间的电压端线间的电压相电压：相电压：每相负载两端的电压每相负载两端的电压电源电源-负载的连接方法负载的连接方法Y-YY-Y -U Up pU Ul lI Ip pI Il lU Up pU Ul lI Ip pI Il l第10页，共36页，编辑于2022年，星期一1、负载星形联接

7、的三相电路、负载星形联接的三相电路线电流：线电流：流经端线的电流流经端线的电流相电流：相电流：流经每相负载的电流流经每相负载的电流流经每相负载的电流流经每相负载的电流结论：负载 Y联接时，线电流等于相电流。Y:三相三线制三相三线制Y0：三相四线制三相四线制（1）联接形式）联接形式+ZBZCZAN NN N+N 电源中性点N负载中性点第11页，共36页，编辑于2022年，星期一（2 2）负载）负载Y 0联接三相电路的计算联接三相电路的计算联接三相电路的计算联接三相电路的计算1)1)1)1)负载端的线电压电源线电压负载端的线电压电源线电压负载端的线电压电源线电压负载端的线电压电源线电压2)2)2)

8、2)负载的相电压电源相电压负载的相电压电源相电压负载的相电压电源相电压负载的相电压电源相电压3)3)3)3)线电流相电流线电流相电流线电流相电流线电流相电流Y0 联接时：联接时：4)4)中线电流中线电流负载 Y 联接带中线时,可将各相分别看作单相电路计算+ZBZCZAN NN N+第12页，共36页，编辑于2022年，星期一负载对称时,中线无电流,可省掉中线。（3 3 3 3）对称负载）对称负载）对称负载）对称负载Y Y0 联接三相电路的计算联接三相电路的计算联接三相电路的计算联接三相电路的计算负载对称时，负载对称时，三相电流也对称。三相电流也对称。负载对称时，只 需计算一相电流，其它两相电流

9、可根据对称性直接写出。+ZBZCZAN NN N+第13页，共36页，编辑于2022年，星期一例例1 1：N+N RARBRCACB若若RA=RB=RC=5 ，求线电流及中电流求线电流及中电流若若RA=5 ,RB=10 ,RC=20 ,求线电流及求线电流及 一星形联接的三相电路，电源电压对称一星形联接的三相电路，电源电压对称.设电设电源线电压源线电压 。负载负载为电灯组，为电灯组，流流 IN;中线电流中线电流 IN。第14页，共36页，编辑于2022年，星期一 三相对称三相对称中线电流中线电流解：解：已知：已知：(1)线电流线电流N+N RARBRCACB第15页，共36页，编辑于2022年，

10、星期一(2)三相负载不对称三相负载不对称（RA=5 、RB=10 、RC=20 ）分别计算各线电流分别计算各线电流中线电流中线电流第16页，共36页，编辑于2022年，星期一例例2 2 2 2：照明系统故障分析：照明系统故障分析：照明系统故障分析：照明系统故障分析解解:1.A相短路相短路1)中线未断中线未断 N NR RA AR RCR RB BA AB BN NC C 此时此时A相短路电流很相短路电流很大，将大，将A相熔断丝熔断，相熔断丝熔断，而而 B相和相和C C相相未受影响，其相电压未受影响，其相电压未受影响，其相电压未受影响，其相电压仍为仍为220V,正常工作。正常工作。正常工作。正常

11、工作。在上例中，试分析下列情况在上例中，试分析下列情况 1.A相短路相短路:中性线未断时，求各相负载电压；中性线未断时，求各相负载电压；中性线断开时，求各相负载电压。中性线断开时，求各相负载电压。中性线断开时，求各相负载电压。中性线断开时，求各相负载电压。2.A A相断路相断路相断路相断路:中性线未断时，求各相负载电压；中性线未断时，求各相负载电压；中性线未断时，求各相负载电压；中性线未断时，求各相负载电压；中性线断开时，求各相负载电压。中性线断开时，求各相负载电压。第17页，共36页，编辑于2022年，星期一 此况下，此况下，B B相和相和相和相和C C相的电灯组由于承受电压上所加的电压相的

12、电灯组由于承受电压上所加的电压相的电灯组由于承受电压上所加的电压相的电灯组由于承受电压上所加的电压都超过额定电压（都超过额定电压（都超过额定电压（都超过额定电压（220220V)V)，这是不允许的。这是不允许的。这是不允许的。这是不允许的。2)A相短路相短路,中线断开时中线断开时,此时负载中性点此时负载中性点N 即为即为A,A,因此负载各相电因此负载各相电因此负载各相电因此负载各相电压为压为压为压为 A AB BN NC CN Ni iA Ai iCi iB B+第18页，共36页，编辑于2022年，星期一 2.2.A A相断路相断路 2)2)中线断开中线断开中线断开中线断开 B、C相灯仍承受

13、相灯仍承受220V电压电压,正常工作。正常工作。1)1)中线未断中线未断中线未断中线未断变为单相电路，变为单相电路，如图如图如图如图(b)所示所示所示所示,由图可求得由图可求得由图可求得由图可求得IBCU UA AU UB B+(b)b)N NR RA AR RCR RB BA AB BN NC C(a)a)第19页，共36页，编辑于2022年，星期一结论结论 1.1.不对称负载不对称负载不对称负载不对称负载Y联接又未接中线时，负载相电压不再对称，联接又未接中线时，负载相电压不再对称，联接又未接中线时，负载相电压不再对称，联接又未接中线时，负载相电压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高

14、。且负载电阻越大，负载承受的电压越高。且负载电阻越大，负载承受的电压越高。且负载电阻越大，负载承受的电压越高。2.中线的作用：保证星形联接三相不对称负载的相电中线的作用：保证星形联接三相不对称负载的相电压对称。压对称。3.照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀闸开关。式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀闸开关。第20页，共36页，编辑于2022年，星期一一、联接形式一、联接形式2 2、三角形联接三角形联接线电流线电流:流过端线的电流流过端线的电流相电流相电流:流过每相负载的电流流过每相负载的电流

15、、ZABZBCZCAACB+第21页，共36页，编辑于2022年，星期一线电流不等于相电流 2.相电流相电流1.负载相电压负载相电压=电源线电压电源线电压即即:UP=Ul 一般电源线电压对称，一般电源线电压对称，因此不论负载是否对称，因此不论负载是否对称，负载相电压始终对称负载相电压始终对称,即即二、分析计算二、分析计算ZABZBCZCAACB+相电流：相电流：线电流：线电流：UAB=UBC=U UCACA=U Ul=UP第22页，共36页，编辑于2022年，星期一相量图相量图BCABCACABCABCA30负载对称时负载对称时,相电流对称相电流对称，即，即BC 3.线电流线电流由相量图可求得

16、由相量图可求得为此线电流也对称，即为此线电流也对称，即 。线电流比相应的相电流线电流比相应的相电流滞后滞后30 。第23页，共36页，编辑于2022年，星期一三相负载的联接原则三相负载的联接原则每相负载的额定电压每相负载的额定电压=电源的线电压电源的线电压应作应作 联接联接每相每相负载的额定电压负载的额定电压=电源线电压电源线电压应作应作 Y 联接联接 应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与电源应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与电源的联接方式无关。的联接方式无关。三相电动机绕组可以联接成星形，也可以联接成三三相电动机绕组可以联接成星形，也可以联接成三角形，而照明负载一般都联接成

17、星形（具有中性线）。角形，而照明负载一般都联接成星形（具有中性线）。第24页，共36页，编辑于2022年，星期一正误判断正误判断对称负载 Y联接 +ZBZCZAN NN N+第25页，共36页，编辑于2022年，星期一4.4 4.4 三相功率三相功率无论负载为无论负载为 Y Y 或或联接，每相有功功率都应为联接，每相有功功率都应为联接，每相有功功率都应为联接，每相有功功率都应为 Pp=Up p Ip p cos p对称负载对称负载 联接时：联接时：同理同理对称负载对称负载Y联接时：联接时：相电压与相电流的相位差当负载对称时：当负载对称时：P=3Up Ipcos p第26页，共36页，编辑于20

18、22年，星期一对称负载 Y联接 正误判断正误判断 =5320V30380ABZU&Y Y型三相负载对称型三相负载对称已知：已知：第27页，共36页，编辑于2022年，星期一 有一三相电动机有一三相电动机,每相的等效电阻每相的等效电阻R=29,等效等效 感抗感抗XL=21.8,试求下列两种情况下电动机的相电流、试求下列两种情况下电动机的相电流、线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果：线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果：(1)绕组联成星形接于绕组联成星形接于Ul=380 V的三相电源上的三相电源上;(2)绕组联成三角形接于绕组联成三角形接于Ul=220 V的三相电源上。的三相电源上

19、。例例1:解解:(1)(2)第28页，共36页，编辑于2022年，星期一(2)比较比较(1),(2)的结果的结果:有的电动机有两种额定电压有的电动机有两种额定电压,如如220/380 V。此况下此况下,当电源电压为当电源电压为380 V时时,电动机的绕组应联接成星形；电动机的绕组应联接成星形；当电源电压为当电源电压为220 V时时,电动机的绕组应联接成三角形电动机的绕组应联接成三角形。在三角形和星形两种联接法中在三角形和星形两种联接法中,相电压、相电流相电压、相电流以及功率都未改变以及功率都未改变，仅，仅三角形联接情况下的线电流三角形联接情况下的线电流比星形联接情况下的线电流增大比星形联接情况

20、下的线电流增大 倍倍。第29页，共36页，编辑于2022年，星期一例例2:线电压线电压Ul为为380 V的三相电源上，接有两组对称的三相电源上，接有两组对称三相负载：一组是三角形联接的电感性负载，每相三相负载：一组是三角形联接的电感性负载，每相阻抗阻抗 ;另一组是星形联接的电阻性另一组是星形联接的电阻性负载，每相电阻负载，每相电阻R=10,如图所示。试求：如图所示。试求：(1)各电阻负载的相电流；各电阻负载的相电流；(2)电路线电流；电路线电流；(3)三相有功功率。三相有功功率。A AB BC设设解：解：(1)(1)各电阻负载的相电流各电阻负载的相电流各电阻负载的相电流各电阻负载的相电流 由于

21、三相负载对称，所以只需计算一相，其他两相可由于三相负载对称，所以只需计算一相，其他两相可由于三相负载对称，所以只需计算一相，其他两相可由于三相负载对称，所以只需计算一相，其他两相可以推出。以推出。以推出。以推出。第30页，共36页，编辑于2022年，星期一负载星形联接时，其相（线）电流为负载星形联接时，其相（线）电流为负载星形联接时，其相（线）电流为负载星形联接时，其相（线）电流为负载三角形联接时，其相电流为负载三角形联接时，其相电流为(2)(2)电路线电流电路线电流电路线电流电路线电流第31页，共36页，编辑于2022年，星期一(3)(3)三相电路的有功功率三相电路的有功功率三相电路的有功功

22、率三相电路的有功功率第32页，共36页，编辑于2022年，星期一 某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装4040瓦瓦 日光日光灯灯210盏盏盏盏(coscos 1 1=0.50.5)，6060瓦白炽灯瓦白炽灯瓦白炽灯瓦白炽灯9090盏盏盏盏(cosos 2=1=1),),它们的额它们的额定电压都是定电压都是220220V V，由由由由380380V V/220V的电网供电。试分配其负载的电网供电。试分配其负载的电网供电。试分配其负载的电网供电。试分配其负载并指出应如何接入电网。这种情况下并指出应如何接入电网。这种情况下并指出应如何接入电网。这种情况下并指出应如

23、何接入电网。这种情况下,线路电流为多少？线路电流为多少？线路电流为多少？线路电流为多少？例例例例3 3 3 3：解解:1.该照明系统与电网连接图该照明系统与电网连接图N NA AB BC C3030盏盏盏盏+7070盏盏盏盏返回第33页，共36页，编辑于2022年，星期一 2.2.计算线电流计算线电流计算线电流计算线电流设设 U .=220/0V解解:1.1.该照明系统与电网连接图该照明系统与电网连接图N NA AB BC C3030盏盏盏盏+7070盏盏盏盏第34页，共36页，编辑于2022年，星期一 某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼所有电某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼所有电灯

24、都突然暗下来，而第一层楼电灯亮度不变，试问这是灯都突然暗下来，而第一层楼电灯亮度不变，试问这是什么原因？这楼的电灯是如何联接的？同时发现，第三什么原因？这楼的电灯是如何联接的？同时发现，第三层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些，这又是什么原因层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些，这又是什么原因？例例4 4：解解:1.1.本系统供电线路图本系统供电线路图本系统供电线路图本系统供电线路图P 三三层层二层二层A AB BC CN N+一层一层第35页，共36页，编辑于2022年，星期一 2.当当P处断开时，二、三层楼的灯串联接处断开时，二、三层楼的灯串联接380V 电压，所电压，所以以亮度变暗，但一层楼的灯仍承受亮度变暗，但一层楼的灯仍承受220V电压亮度不变。电压亮度不变。3.因为因为三楼灯多于二楼灯即三楼灯多于二楼灯即 R3 3 R2 2,所以三楼灯比所以三楼灯比二楼灯暗。二楼灯暗。解：解：1.1.本系统供电线路图本系统供电线路图本系统供电线路图本系统供电线路图A AP B BC CN N三层三层二层二层一层一层+第36页，共36页，编辑于2022年，星期一