三相负载的连接星形连接电子版本.ppt

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1、三相负载的连接星形连接三相负载的连接星形连接5.1 对称三相交流电对称三相交流电三相交流电的产生动力设备拖动三相交流发电机。三相交流电的特点频率相同、振幅相等、相位彼此相差120o。三相交流电的标识U相、V相、W相。三相交流电源三相交流电源对称三相电压解析式为对称三相电压解析式为:相量表示为相量表示为:三相交流电的波形图和相量图三相交流电的波形图和相量图 对称三相正弦电压的频率相同，振幅相等，对称三相正弦电压的频率相同，振幅相等，其区别是相位不同。相位不同，表明各相电其区别是相位不同。相位不同，表明各相电压到达零值或正峰值的时间不同，这种先后压到达零值或正峰值的时间不同，这种先后次序称为相序。

2、次序称为相序。三相电压到达正峰值或零值的先后次三相电压到达正峰值或零值的先后次序为序为U、V、W，其相序为，其相序为U-V-W-U.这这样的相序称为正序；反之称为逆序样的相序称为正序；反之称为逆序 三相交流电的对称性三相交流电的对称性三相交流电的对称性表现为其瞬时值之和恒为零三相交流电的对称性表现为其瞬时值之和恒为零三相交流电的对称性表现为其瞬时值之和恒为零三相交流电的对称性表现为其瞬时值之和恒为零电压解析式之和为零：电压解析式之和为零：电压解析式之和为零：电压解析式之和为零：首页首页5.2 三相电源和负载的连接三相电源和负载的连接三相电源的连接三相电源的连接 星形连接（星形连接（星形连接（星

3、形连接（Y Y形连接）形连接）形连接）形连接）三角形连接（三角形连接（三角形连接（三角形连接（形连接、形连接、形连接、形连接、D D形连接）形连接）形连接）形连接）三相负载的连接三相负载的连接星形连接（星形连接（星形连接（星形连接（Y Y形连接）形连接）形连接）形连接）三角形连接（三角形连接（三角形连接（三角形连接（形连接、形连接、形连接、形连接、D D形连接形连接形连接形连接三相电源的星形连接三相电源的星形连接中性点中性点NuUVuVWuWU在变配电在变配电所的母线所的母线上一般都上一般都涂以黄、涂以黄、绿、红三绿、红三种颜色，种颜色，分别表示分别表示U相、相、V相和相和W相相 三相电源星形

4、联接时，线电压与相电压之三相电源星形联接时，线电压与相电压之间的关系间的关系 根据基尔霍夫定律可得：根据基尔霍夫定律可得：用相量表示：用相量表示：每相电压的有效值用每相电压的有效值用 表示，线电压的表示，线电压的有效值用有效值用 表示，则：表示，则：根据对称性有：根据对称性有：将这组对称相量代入上面关系式得：将这组对称相量代入上面关系式得：线电压和相电压的相量图线电压和相电压的相量图 线电压线电压 、分别分别比相电压比相电压 、超超前前 角角。线电压的有效值是相电线电压的有效值是相电压有效值的压有效值的 倍倍 三相电源的三角形连接三相电源的三角形连接 注意注意：三相电源作三角形连接时，：三相电

5、源作三角形连接时，必须按始、末端依次连接，任何一必须按始、末端依次连接，任何一相电源接反，会产生很大的环路电相电源接反，会产生很大的环路电流，致使电源烧毁流，致使电源烧毁 三相电源三角形联接时，线电压与相三相电源三角形联接时，线电压与相电压之间的关系电压之间的关系根据基尔霍夫电流定律可得：根据基尔霍夫电流定律可得：根据基尔霍夫电流定律可得：根据基尔霍夫电流定律可得：用相量表示：用相量表示：根据对称性有：根据对称性有：每相电流的有效值用每相电流的有效值用 表示，表示，线电流的有效值用线电流的有效值用 表示，表示，则：则：线电压和相电压的相量图线电压和相电压的相量图线电流线电流 、分别分别比相电流

6、比相电流 、滞滞后后 角角。线电流的有效值是相电线电流的有效值是相电流有效值的流有效值的 倍倍 三相负载的星形连接三相负载的星形连接 三相负载的星形连接三相负载的星形连接三相负载的星形连接三相负载的星形连接三相负载的三角形连接三相负载的三角形连接三相负载的三角形连接三相负载的三角形连接对称星形电源中的线电压与相对称星形电源中的线电压与相电压、线电流与相电流的关系电压、线电流与相电流的关系完全适用于对称星形负载，同完全适用于对称星形负载，同样对称三角形电源中的线电压样对称三角形电源中的线电压与相电压、线电流与相电流的与相电压、线电流与相电流的关系也适用于对称三角形负载。关系也适用于对称三角形负载

7、。星形连接中的线电压超前对星形连接中的线电压超前对应的相电压应的相电压 ；三角形连接中线电流；三角形连接中线电流滞后对应得相电流滞后对应得相电流 首页首页5.3 三相电路的计算三相电路的计算对称三相电路的计算对称三相电路的计算不对称三相电路的计算不对称三相电路的计算对称三相电路的计算对称三相电路的计算 由对称三相电源和对称三相负载组成的电路称为对称三相电路由对称三相电源和对称三相负载组成的电路称为对称三相电路由对称三相电源和对称三相负载组成的电路称为对称三相电路由对称三相电源和对称三相负载组成的电路称为对称三相电路。对称三相电路的特点对称三相电路的特点:对称三相电路中，线电流、相电流、线电压和

8、对称三相电路中，线电流、相电流、线电压和相电压都是对称的相电压都是对称的三个线电流、线电压，相电流、相电压的相量三个线电流、线电压，相电流、相电压的相量和等于零和等于零 只需计算一相的电流、电压即可以根据对称性只需计算一相的电流、电压即可以根据对称性推出其余两相的电流、电压推出其余两相的电流、电压 例题例题如图所示为对称如图所示为对称Y-D联接电路，已知电源电压联接电路，已知电源电压 ，负载阻抗，负载阻抗 ，输电线阻抗，输电线阻抗 。求负载的相电流及线电流。求负载的相电流及线电流。负载上的相电流为负载上的相电流为解：解：由于不考虑输电线阻抗，所以电源端的线电压等于由于不考虑输电线阻抗，所以电源

9、端的线电压等于 负载端的线电压负载端的线电压 设设 为参考相量，则线电压为为参考相量，则线电压为由于对称性，得由于对称性，得负载端的线电流为负载端的线电流为（可以根据对称性直接写出）（可以根据对称性直接写出）不对称三相电路的计算不对称三相电路的计算三相电路中，只要有一部分不对称就成为不对三相电路中，只要有一部分不对称就成为不对三相电路中，只要有一部分不对称就成为不对三相电路中，只要有一部分不对称就成为不对称三相电路称三相电路称三相电路称三相电路 不对称三相电路的特点不对称三相电路的特点:三相电源认为总是对称的，输电线阻抗也是对三相电源认为总是对称的，输电线阻抗也是对称的称的 不对称主要是因为负

10、载的不对称，使三相电路不对称主要是因为负载的不对称，使三相电路失去对称特点失去对称特点 由单相负载构成三相负载时，虽然设计时尽量由单相负载构成三相负载时，虽然设计时尽量使它们均衡，但使用中仍然无法保证三相负载对使它们均衡，但使用中仍然无法保证三相负载对称，这就造成负载的不对称。尤其是电路发生故称，这就造成负载的不对称。尤其是电路发生故障时，负载的不对称程度更加严重障时，负载的不对称程度更加严重 例题例题 如图所示为三相四线制照明电路，负载为纯电阻，其中如图所示为三相四线制照明电路，负载为纯电阻，其中如图所示为三相四线制照明电路，负载为纯电阻，其中如图所示为三相四线制照明电路，负载为纯电阻，其中

11、Ru=100Ru=100，Rv=140Rv=140，Rw=60Rw=60，负载的额定电压均为，负载的额定电压均为，负载的额定电压均为，负载的额定电压均为220V220V，电源的相电压为，电源的相电压为，电源的相电压为，电源的相电压为220V220V。试求（。试求（。试求（。试求（1 1）各相负载和中线上）各相负载和中线上）各相负载和中线上）各相负载和中线上的电流；（的电流；（的电流；（的电流；（2 2）U U相负载断开后相负载断开后相负载断开后相负载断开后V V、WW相负载的电流和中线的相负载的电流和中线的相负载的电流和中线的相负载的电流和中线的电流；（电流；（电流；（电流；（3 3）U U相

12、负载断开，且中线也同时断开，求相负载断开，且中线也同时断开，求相负载断开，且中线也同时断开，求相负载断开，且中线也同时断开，求V V、WW相相相相负载的电压。负载的电压。负载的电压。负载的电压。解：解：这是一个不对称三相电路，由于采用三相四线制，且忽略这是一个不对称三相电路，由于采用三相四线制，且忽略输电线阻抗，所以每相电源电压直接加在对应负载两端。因此，输电线阻抗，所以每相电源电压直接加在对应负载两端。因此，三相负载的相电压仍然对称三相负载的相电压仍然对称（1）各相负载电流）各相负载电流 设设 则则由由KCL得中线电流得中线电流（3）U相负载断开且无中线相负载断开且无中线 由于中线的存在，由

13、于中线的存在，V相负载和相负载和W相负载的电压不变。因此，相负载的电压不变。因此，不变，中线电流变为不变，中线电流变为中线电流上升，说明负载的不对称程度越大，中线电流就中线电流上升，说明负载的不对称程度越大，中线电流就越大。反之，负载越接近对称，中线电流就越接近于零越大。反之，负载越接近对称，中线电流就越接近于零（2）U相负载断开后，相负载断开后，此时电路已变成单回路电路，此时电路已变成单回路电路，V相和相和W相负载串联接于线相负载串联接于线电压电压 上，两相负载的电流相同上，两相负载的电流相同 V相、相、W相负载上的电压分别为：相负载上的电压分别为：例题分析例题分析三相四线制电路中，即使负载

14、不对称，负载上的相三相四线制电路中，即使负载不对称，负载上的相三相四线制电路中，即使负载不对称，负载上的相三相四线制电路中，即使负载不对称，负载上的相电压也是对称的。这就是低压供电系统采用三相四电压也是对称的。这就是低压供电系统采用三相四电压也是对称的。这就是低压供电系统采用三相四电压也是对称的。这就是低压供电系统采用三相四线制的原因。线制的原因。线制的原因。线制的原因。负载不对称而又无中线时，负载上的电压不再对称，负载不对称而又无中线时，负载上的电压不再对称，负载不对称而又无中线时，负载上的电压不再对称，负载不对称而又无中线时，负载上的电压不再对称，负载电压不对称，导致有的相电压过高，有的相

15、电负载电压不对称，导致有的相电压过高，有的相电负载电压不对称，导致有的相电压过高，有的相电负载电压不对称，导致有的相电压过高，有的相电压过低，都不符合负载额定电压的要求。这是不允压过低，都不符合负载额定电压的要求。这是不允压过低，都不符合负载额定电压的要求。这是不允压过低，都不符合负载额定电压的要求。这是不允许的。许的。许的。许的。中线的作用就是使不对称星形负载的相电压对称。中线的作用就是使不对称星形负载的相电压对称。中线的作用就是使不对称星形负载的相电压对称。中线的作用就是使不对称星形负载的相电压对称。为了确保负载正常工作，中线就不能断开。因此，为了确保负载正常工作，中线就不能断开。因此，为

16、了确保负载正常工作，中线就不能断开。因此，为了确保负载正常工作，中线就不能断开。因此，中线上不允许装熔断器或开关，必要时还须用机械中线上不允许装熔断器或开关，必要时还须用机械中线上不允许装熔断器或开关，必要时还须用机械中线上不允许装熔断器或开关，必要时还须用机械强度较高的导线做中线。强度较高的导线做中线。强度较高的导线做中线。强度较高的导线做中线。首页首页5.4 对称三相电路的功率对称三相电路的功率 三相交流电路中，三相负载消耗的总功率就等于各相负三相交流电路中，三相负载消耗的总功率就等于各相负载消耗的功率之和，即：载消耗的功率之和，即：每相负载的功率每相负载的功率 为负载的相电压，为负载的相

17、电压，为负载的相电流，为负载的相电流，为同一为同一相负载中相电压超前相电流的相位差，也即负载的相负载中相电压超前相电流的相位差，也即负载的阻抗角阻抗角 在对称三相电路中，各相负载的功率相同，三相负载的总功率：在对称三相电路中，各相负载的功率相同，三相负载的总功率：当对称三相负载做当对称三相负载做星形连接时星形连接时当对称三相负载做当对称三相负载做三角形连接时三角形连接时两种两种连连接方式的接方式的两种连接方式，可得到同样的结果：两种连接方式，可得到同样的结果：式中式中 仍是负载仍是负载相电压超前相电相电压超前相电流的相位差角，流的相位差角，而不是线电压和而不是线电压和线电流之间的相线电流之间的

18、相位差位差 同理，对称三相电路的无功功率为：同理，对称三相电路的无功功率为：对称三相电路的视在功率为对称三相电路的视在功率为三相电动机铭牌三相电动机铭牌上标明的功率都是上标明的功率都是三相总功率三相总功率 三相对称负载功率计算三相对称负载功率计算例例1：一一组对组对称三角形称三角形负载负载，每相阻抗，每相阻抗 现接在对称三相电源上，测得相电压为现接在对称三相电源上，测得相电压为380V，相电流，相电流为为3.5A，试求此三角形负载的功率，试求此三角形负载的功率 解：因为该负载为对称负载，故：解：因为该负载为对称负载，故：又因为负载为三角形连接，所以又因为负载为三角形连接，所以 三相负载的功率三

19、相负载的功率 两种方法两种方法计算的结果计算的结果相同相同 例2：一个4KW的三相感应电动机，绕组为星形连接，接在线电压为 的三相电源上，功率因数，试求负载的相电压及相电流。解：星形接法，线电流等于相电流，线电压等于 倍相电压 首页首页本章小结本章小结一、对称三相电压一、对称三相电压其其相序为相序为正序正序二、对称三相电路线值与相值的关系二、对称三相电路线值与相值的关系1星形接法（电源或负载）星形接法（电源或负载）线电压线电压是相是相电压电压的的 倍，并且超前对应相电压倍，并且超前对应相电压。线电流就是相电流。线电流就是相电流。2三角形接法（电源或负载）三角形接法（电源或负载）线电线电流是相流

20、是相电电流的流的 倍，并且滞后对应相电流倍，并且滞后对应相电流。线电压就是相电压。线电压就是相电压。在对称三相电路中，线电压、相电压、线电流、相电在对称三相电路中，线电压、相电压、线电流、相电流都对称，统称为对称三相正弦量。它们的瞬时值之和，相流都对称，统称为对称三相正弦量。它们的瞬时值之和，相量之和都等于零。量之和都等于零。根据对称性，只要计算出一相的电压、电流就可以推根据对称性，只要计算出一相的电压、电流就可以推算出其它两相的电压和电流。算出其它两相的电压和电流。在对称三相四线制中，中线电流为零，可省去中线，在对称三相四线制中，中线电流为零，可省去中线，中线没有作用。中线没有作用。在不对称三相四线制中，中线的作用就是保证不对称在不对称三相四线制中，中线的作用就是保证不对称负载上的相电压对称，使负载正常工作。负载上的相电压对称，使负载正常工作。五、对称三相电路的功率五、对称三相电路的功率三、对称三相电路的计算三、对称三相电路的计算四、中线的作用四、中线的作用有功功率：有功功率：无功功率无功功率视在功率视在功率首页首页结束结束