第十一章 三相电路.pptx

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1、 三相电路是由三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差1200的正弦电动势作为供电电源的电路。三相电路的优点：（1）发电方面：比单项电源可提高功率50；（2）输电方面：比单项输电节省钢材25；（3）配电方面：三相变压器比单项变压器经济且便于接 入负载；（4）运电设备：具有结构简单、成本低、运行可靠、维 护方便等优点。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。第1页/共67页 研究三相电路要注意其特殊性，即：（1）特殊的电源（2）特殊的负载（3）特殊的连接（4）特殊的求解方式第2页/共67页1.对称三相电源的产生通常由三相同步发电机产生，三相绕组在空间互差120，

2、当转子以均匀角速度转动时，在三相绕组中产生感应电压，从而形成对称三相电源。NSIAZBXCY三相同步发电机示意图11.1 三相电路第3页/共67页（1）瞬时值表达式A+XuAB+YuBC+ZuC（2）波形图A、B、C 三端称为始端，X、Y、Z 三端称为末端。t uAuBuuCO第4页/共67页（3）相量表示120120120（4）对称三相电源的特点第5页/共67页正序(顺序)：ABCA负序(逆序)：ACBAABC相序的实际意义：对三相电动机，如果相序反了，就会反转。以后如果不加说明，一般都认为是正相序。DABC123DACB123正转反转（5）对称三相电源的相序ABC三相电源中各相电源经过同一

3、值(如最大值)的先后顺序第6页/共67页2.三相电源的联接把三个绕组的末端 X,Y,Z 接在一起，把始端 A,B,C 引出来+ANX+BY+CZA+X+BCYZABCN X,Y,Z 接在一起的点称为Y联接对称三相电源的中性点，用N表示。（1）星形联接(Y联接)第7页/共67页（2）三角形联接(联接)+AXBYCZ+A+X+BCYZABC三角形联接的对称三相电源没有中点。三个绕组始末端顺序相接。第8页/共67页名词介绍：(1)端线(火线)：始端A,B,C 三端引出线。(2)中线：中性点N引出线，接无中线。(3)三相三线制与三相四线制。(5)相电压：每相电源的电压。(4)线电压：端线与端线之间的电

4、压。A+X+BCYZABCA+X+BCYZABCN第9页/共67页3.三相负载及其联接 三相电路的负载由三部分组成，其中每一部分叫做一相负载，三相负载也有星型和三角形二种联接方式。ABCNZAZCZBABCZBCZCAZAB星形联接三角形联接称三相对称负载第10页/共67页负载的相电压：每相负载上的电压。线电流：流过端线的电流。相电流：流过每相负载的电流。ABCNZAZCZBABCZBCZCAZAB负载的线电压：负载端线间的电压。第11页/共67页4.三相电路 三相电路就是由对称三相电源和三相负载联接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以组成：电源YY负载电源Y负载当组成三相电路的电源和负载

5、都对称时，称对称三相电路第12页/共67页+AN+B+CZZZN三相四线制+ABCZZZYYY第13页/共67页1.Y联接11.2 对称三相电源线电压（电流）与相电压（电流）的关系A+X+BCYZABCN第14页/共67页利用相量图得到相电压和线电压之间的关系：线电压对称(大小相等，相位互差120o)一般表示为：30o30o30o第15页/共67页对Y接法的对称三相电源 所谓的“对应”：对应相电压用线电压的 第一个下标字母标出。(1)相电压对称，则线电压也对称。(3)线电压相位领先对应相电压30o。结论第16页/共67页2.联接即线电压等于对应的相电压。A+X+BCYZABC 以上关于线电压和

6、相电压的关系也适用于对称星型负载和三角型负载。第17页/共67页关于联接电源需要强调一点：始端末端要依次相连。正确接法错误接法I=0,联接电源中不会产生环流。注意I 0,接电源中将会产生环流。第18页/共67页3.相电流和线电流的关系A+BCABCNABCNZZZ星型联接时，线电流等于相电流。结论第19页/共67页ABCZZZABCZ/3Z/3Z/3N结论(2)线电流相位滞后对应相电流30o。联接的对称电路：第20页/共67页11.3 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、线路对称，因而可以引入一特殊的计算方法。1.YY联接(三相三线制）+_+_+NnZZZABCabc第21

7、页/共67页以N点为参考点，对n点列写节点方程：+_+_+NnZZZABCabc第22页/共67页负载侧相电压：因N，n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单相电路的计算。+_+_+NnZZZABCabcA相计算电路+ANnaZ也为对称电压第23页/共67页计算电流：为对称电流结论1.UnN=0，电源中点与负载中点等电位。有无 中线对电路情况没有影响。2.对称情况下，各相电压、电流都是对称的，可采用一相（A相）等效电路计算。只要算出一相的电压、电流，则其它两相的电压、电流可按对称关系直接写出。3.Y形联接的对称三相负载，其相、线电压、电流的关系为：第24页/共6

8、7页2.Y联接+_+_+NZZZABCabc负载上相电压与线电压相等：解法一第25页/共67页计算相电流：线电流：第26页/共67页(1)负载上相电压与线电压相等，且对称。(2)线电流与相电流也是对称的。线电流大小是相电流的 倍，相位落后相应相电流30。故上述电路也可只计算一相，根据对称性即可得到其余两相结果。结论第27页/共67页+ANnaZ/3+_+_+NZZZABCabcnZ/3解法二第28页/共67页3.电源为联接时的对称三相电路的计算 将接电源用Y接电源替代，保证其线电压相等，再根据上述YY，Y 接方法计算。+ABC+NABCN第29页/共67页例b+_ACBZZlZlZlZZac+

9、ANnaZ/3Zl第30页/共67页(1)将所有三相电源、负载都化为等值YY接电路；(2)连接各负载和电源中点，中线上若有阻抗可不计；(3)画出单相计算电路，求出一相的电压、电流：(4)根据 接、Y接时 线量、相量之间的关系，求出原电路的电流电压。(5)由对称性，得出其它两相的电压、电流。对称三相电路的一般计算方法:一相电路中的电压为Y接时的相电压。一相电路中的电流为线电流。第31页/共67页例1 ABCZZZZlZlZl已知对称三相电源线电压为380V，Z=6.4+j4.8，Zl=6.4+j4.8。求负载Z的相电压、线电压和电流。解+A+BN+CZlZlZlZZZ+ANnaZZl画出一相计算

10、图第32页/共67页+ANnaZZl第33页/共67页电源不对称（不对称程度小，系统保证其对称)。电路参数(负载)不对称情况很多。电源对称，负载不对称(低压电力网)。分析方法不对称复杂交流电路分析方法。主要了解：中性点位移。11.3 不对称三相电路的概念 讨论对象第34页/共67页负载各相电压：三相负载Za、Zb、Zc不相同。+_+_+NNZNZaZbZcABC第35页/共67页负载中点与电源中点不重合的现象。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，会造成负载相电压严重不对称，使负载的工作状态不正常。相量图NN中性点位移.第36页/共67页例1(1)

11、正常情况下，三相四线制，中线阻抗约为零。每相负载的工作情况相对独立。(2)若三相三线制,设A相断路(三相不对称)灯泡未在额定电压下工作，灯光昏暗。ACBNNACBN照明电路：第37页/共67页(3)A相短路超过灯泡的额定电压，灯泡可能烧坏。计算短路电流：ACBN短路电流是正常时电流的3倍第38页/共67页（2）中线不装保险，并且中线较粗。一是减少损耗，二是加强强度(中线一旦断了，负载不能正常工作)。（3）要消除或减少中点的位移，尽量减少中线阻抗，然而从经济的观点来看，中线不可能做得很粗，应适当调整负载，使其接近对称情况。结论（1）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

12、压、电流不再存在对称关系；第39页/共67页图示为相序仪电路。说明测相序的方法解例2CReq+AN+AN+B+CCRRN应用戴维宁定理得等效电路。A当C变化时，N在一半圆上移动。第40页/共67页若以接电容一相为A相，则B相电压比C相电压高。B相灯较亮，C相较暗(正序)。据此可测定三相电源的相序。NCBAN三相电源的相量图电容断路，N在CB线中点电容变化，N在半圆上运动，因此总满足：第41页/共67页1.对称三相电路功率的计算11.4 三相电路的功率 Pp=UpIpcos 三相总功率：P=3Pp=3UpIpcos（1）平均功率ABCZZZ第42页/共67页注(1)为相电压与相电流的相位差角(阻

13、抗角)，不要误以为是线电压与线电流的相位差。(2)cos为每相的功率因数，在对称三相制中三相功率因数：cos A=cos B=cos C=cos 。(3)公式计算电源发出的功率(或负载吸收的功率)。ABCZZZ第43页/共67页（2）无功功率Q=QA+QB+QC=3Qp（3）视在功率这里的，P、Q、S 都是指三相总和。功率因数也可定义为：cos =P/S (不对称时 无意义)第44页/共67页（4）对称三相负载的瞬时功率第45页/共67页2.三相功率的测量(1)三表法若负载对称，则需一块表，读数乘以 3。*三相负载WWWABCN*三相四线制第46页/共67页(2)二表法：这种测量线路的接法是将

14、两个功率表的电流线圈串到任意两相中，电压线圈的同名端接到其电流线圈所串的线上，电压线圈的非同名端接到另一相没有串功率表的线上。（有三种接线方式）若W1的读数为P1,W2的读数为P2，则三相总功率为：三相负载W1ABC*W2三相三线制P=P1+P2第47页/共67页若W1的读数为P1,W2的读数为P2，则三相总功率为：三相负载W1ABC*W2P=P1+P2三相负载W2ABC*W1三相负载W1ABC*W2第48页/共67页证明：所以两个功率表的读数的代数和就是三相总功率。由于联接负载可以变为Y型联接，故结论仍成立。p=uAN iA+uBN iB+uCN iC iA+iB+iC=0 iC=(iA+i

15、B)p=(uAN uCN)iA+(uBN uCN)iB =uACiA+uBC iB iAACBiBiCN 1:uAC 与iA的相位差，2:uBC 与iB的相位差。设负载是Y型联接P=UACIAcos 1+UBCIBcos 2 W1W2第49页/共67页1.只有在三相三线制条件下，才能用二表法，且不论负载对称与否。注2.两块表读数的代数和为三相总功率，每块表单独的读数无意义。第50页/共67页求：(1)线电流和电源发出的总功率；(2)用两表法测电动机负载的功率，画接线图，求两表读数。解例1 已知Ul =380V，Z1=30+j40，电动机 P=1700W，cos=0.8(感性)。(1)DABCZ

16、1电动机第51页/共67页电动机负载：总电流：第52页/共67页表W1的读数P1：DABCZ1电动机(2)两表的接法如图W1*W2P1=UACIA2cos 1=3803.23cos(30+36.9)=1218.5W表W2的读数P2：P2=UBCIB2cos 2=3803.23cos(90+156.9)=3803.23cos(30+36.9)=481.6W=P-P1第53页/共67页作业：112 114 118第54页/共67页求：(1)线电流和电源发出的总功率；(2)用两表法测电动机负载的功率，画接线图，求两表读数。解例1 已知Ul =380V，Z1=30+j40，电动机 P=1700W，co

17、s=0.8(感性)。(1)DABCZ1电动机第55页/共67页求：(1)线电流和电源发出的总功率；(2)用两表法测电动机负载的功率，画接线图，求两表读数。解例1 已知Ul =380V，Z1=30+j40，电动机 P=1700W，cos=0.8(感性)。(1)DABCZ1电动机第56页/共67页电动机负载：总电流：第57页/共67页表W1的读数P1：DABCZ1电动机(2)两表的接法如图W1*W2P1=UACIA2cos 1=3803.23cos(30+36.9)=1218.5W表W2的读数P2：P2=UBCIB2cos 2=3803.23cos(90+156.9)=3803.23cos(30+

18、36.9)=481.6W=P-P1第58页/共67页例2三相对称负载WABC*根据图示功率表的读数可以测取三相对称负载的什么功率？解N30 画出相量图，由相量图得功率表的读数：P=UBCIAcos(900+)=UlIlsin 根据功率表的读数可以测取负载的无功功率。第59页/共67页例2 ABCZZZABCZZZ一对称三相负载分别接成Y和型。分别求线电流。解 应用：Y降压起动。第60页/共67页例3 如图对称三相电路，电源线电压为380V，|Z1|=10，cos1=0.6(感性)，Z2=j50，ZN=1+j2。求：线电流、相电流，并定性画出相量图(以A相为例)。+_+NACBZ1Z2ZNN解+

19、_Z1画出一相计算图第61页/共67页根据对称性，得B、C相的线电流、相电流：+_Z1第62页/共67页由此可以画出相量图：30o53.1o18.4o第63页/共67页例4+_Z1Z1Z1Z2Z2Z2ZnLLLRRRABCM*MMLMLMLM首先消去互感，进行Y变换，然后取A相计算电路第64页/共67页负载化为Y接。根据对称性，中性电阻 Zn 短路。+_Z1Z2/3Z3第65页/共67页例3ZZZA1A2A3S如图电路中，电源三相对称。当开关S闭合时，电流表的读数均为5A。求：开关S打开后各电流表的读数。解 开关S打开后，电流表A2中的电流与负载对称时的电流相同。而A1、A3中的电流相当于负载对称时的相电流。电流表A2的读数=5A电流表A1、A3的读数=第66页/共67页感谢您的观看！第67页/共67页