三相電路重要知識點(diǎn)

1、Im圖13-1三相電壓的波形U A、各相電壓Ua 二U m sin ，t VuB =Um sin( t -120) VuC 二Um sin(t 120) VU； = U 0U B =U -1202 U二u . 120 = : U其中，:為工程上常常用到的單位相量算子:A, Q,=1 120 - - j。相量圖見上圖。22第十一章三相電路重點(diǎn)：1. 三相電路中的相電壓與線電壓，相電流與線電流的概念及關(guān)系2 .熟練掌握對稱三相電路的計算3.掌握不對稱三相電路的計算方法11.1三相電源三相制目前世界上的電力系統(tǒng)普遍采用三相制。所謂三相制是講三個頻率相同，大小相等相位互差120的電壓源作為供電電源的體

2、系。三相電源一、波形由三相交流發(fā)電機(jī)供電時，由于其工藝結(jié)構(gòu)使得產(chǎn)生的三相電源具有頻率相同，大小相等相位互差 120o的特點(diǎn)。三相電壓的相序?yàn)槿嚯妷阂来纬霈F(xiàn)波峰（零值或波谷）的順序，工程上規(guī)定：ABC為順序（正序）而ACB這樣的相序成為逆序（反序）。A+ AU A-U B+_ BBU+C-C C圖13-三相四線制三相電源、連接方式1 星型連接與三角形連接三相電源的連接方式一般采用星型連接:NC圖13-三相四線制、幾個概念1中點(diǎn)（零點(diǎn)）：三相電壓源的末端連接在一起，形成的連接點(diǎn)，一般用該點(diǎn)作為計算的參考點(diǎn)2 中線（零線）：由中點(diǎn)引出的導(dǎo)線3火線：由每一相的三相電壓源的始端引出的導(dǎo)線4相電壓：每一

3、相電壓源的始端到末端的電壓，即火線與中線之間的電壓5線電壓：任意兩相電壓源的始端之間的電壓，即兩根火線之間的電壓三、相電壓與線電壓的關(guān)系1 .相線關(guān)系各相電壓為：Ua 二Up.0，U B 二Up. -120，U C 二Up. 120所以：U ab 二 U a-U b二Up0 Up 120 = . 3Up30 = 3U a 30U bc =U b-U c=Up.120U p. 120 =、：3Up. 90 = .3U b30U ca =U c - U a 二Up. 120 -Up. 0 = 3Up. 150 、3U c. 30可見，每一個線電壓與相應(yīng)相電壓的關(guān)系是：線電壓的大小為 相電壓大小的,

4、3倍，即U .3Up，且超前相應(yīng)相電壓30。相量 圖如下：此時，當(dāng) U p =220V 時，Ui =220 3 : 380V2. 電源的幾種特殊情況的分析三相四線制1）短相以A相短接為例：各相電壓為：UA =0 , U B=Up. -120 =220. -120V ,U C =Up. 120 =220. 120 V所以：U AB =U A -U B =0 Up. 120 - -U B =220. 120VU BC 二U B -UC = 3U B 30 =380 -90VU CA 二U C -U A 二Up.G20 -0 = UC =220.G20V 也就是說，此時相電壓有一相為零，常的380V

5、,其余兩個等于相電壓大小2）斷相以A相斷路為例：各相電壓為：所以：其余兩相的電壓大小不變；而兩根火線間的電壓只有一個是正220V。Ua =0, UB二 0=220. -120V , UC =220. 120V+B圖13-三相四線制AU AB U BC =U B -Uc = 3U B 30 =380 -90V U CA =0也就是說，此時相電壓有一相為零，其余兩相的電壓大小不變；而兩根火線間的電壓只有一個是正 常的380V,其余兩個等于零。三相三線制1）短相B+以A相短接為例:各相電壓為：所以：也就是說，此時相電壓有一相為零,常的380V,其余兩個等于相電壓大小2）斷相以A相斷路為例：各相電壓為

6、：Ua =0，U B=Up. _120 =220/-120V，U c =U p. 120 =220. 120V U AB = U A -U B =0_Up. _120 - -U B =220. 120VU BC =U B -Uc =J3U B. 30 =380/-90VU CA = UC -U A =Up . 120 _0= UC =220. 120V其余兩相的電壓大小不變；而兩根火線間的電壓只有一個是正220V。U A =0，U B =220乙 120V,U C =220 J20V所以：U ABU bcU CA也就是說，此時相電壓有-常的380V,其余兩個等于零。小結(jié)：三相電源的相線電壓均三

7、相對稱各線電壓比相應(yīng)的各相電壓超前30，并大小為其.3倍N+B圖13-三相三線制1.2.二U b -U c二 0= J3U B. 30 =380. -90oV相為零，其余兩相的電壓大小不變；而兩根火線間的電壓只有一個是正11.2三相電路的計算三相電路的負(fù)載連接AB 廠N等效 1 為星 型連 接形一、 單相負(fù)載 如電燈、電爐、單相電動機(jī)對于總線路而言，一般單相負(fù)載應(yīng)該盡量均勻分布在各相上。至于連接在火線與零線之間還是連接 在兩根火線之間，取決于負(fù)載的額定電壓要求。二、三相負(fù)載一一如三相電動機(jī)、三相變壓器等三相負(fù)載的三個接線端總與三根火線相連，對于三相電動機(jī)而言，負(fù)載的連接形式由內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定。三相

8、負(fù)載的星型連接一、相線電流1.相電流I p每一相負(fù)載上流過的電流Za、Z B、ZC互不相等，負(fù)載不對稱。此時ANBNCN，每一相提供給線路的線電流仍然等于其每2.線電流Ii負(fù)載為線路提供的電流一、對稱負(fù)載星型連接時的計算當(dāng)Za二Z B二Z C二Z時，稱負(fù)載三相對稱。此時1 A =1A N -Uan- ?uIIBNBBN1 c 二 1 cn 二字,因?yàn)?I Uan 曰 U bn I=2 cn I=UZ AZ BZ CI Za X Z by ZcW Z I ,則 I Ian ITIb n I 屮 cnI= 1 p =I 1 A T 1 BT 1 C X 1 l。所以：N1 A 1 B 1 C 1

9、AN1 BN 1 CNU AN驢字=；(UaN U bn U CN )=0Z BZ CZ可見，當(dāng)三相負(fù)載對稱時，中線上電流為零，這意味著負(fù)載中點(diǎn)電位與電源中點(diǎn)電位相等為零，也 就是說，此時中線上的阻抗不論為多大，無論模型中是否有中線阻抗都不會影響負(fù)載的額定需求，此時 可采用三相三線制供電（取消中線）。每一相的電壓、電流的計算可以參照前面學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行。注意：由于負(fù)載三相對稱，因此可以先計算出其中任意一相，其他兩相待求量可以通過角度互差120度直接寫出；如果僅僅要求大小關(guān)系，則 可以直接利用星型連接時的相線關(guān)系。小結(jié):1I AN = I l ， U AN =U pp Ui2. 中線電流為零3.

10、負(fù)載中點(diǎn)電位與電源中點(diǎn)電位相等，為零4. 負(fù)載對稱時，一般只計算一相5. 相量圖為：、不對稱負(fù)載星型連接時的計算方法采用三相三線制時，當(dāng)相的相電流。因?yàn)閆a、Z B、Z C互不相等，所以負(fù)載中點(diǎn)電位為U N,對節(jié)點(diǎn)N列寫節(jié)點(diǎn)電壓方程:Un（丄 * Zc3上產(chǎn)Z；品兀，可以計算得出負(fù)載中點(diǎn)電U ANU b NU C Nz +zz +zz +z位：U N = 土 z一勺 z一匕 1 (也可由此得：當(dāng)負(fù)載三相對稱U N= U N =0 )1 1 1z A z l z B z l z C z l所以當(dāng)三相負(fù)載不對稱時，負(fù)載中點(diǎn)與電源中點(diǎn)不等位，這樣會使得每一相負(fù)載上的電壓（相電壓）不再一定滿足負(fù)載的額

11、定要求，從而時負(fù)載工作不正常，甚至導(dǎo)致設(shè)備的損壞。此時采用三相四線制可以解決上述問題，即不取消中線時，各相由于中線的存在而各自保持獨(dú)立性， 各相的工作狀態(tài)可以分別計算。AN小結(jié)：2當(dāng)采用三相三線制時，負(fù)載中點(diǎn)電位與電源中點(diǎn)電位不相等，不為 零，即中性點(diǎn)發(fā)生位移3當(dāng)采用三相四線制時，中線電流不為零4 負(fù)載不對稱時，一般采用節(jié)點(diǎn)電壓法計算5.相量圖為：5在實(shí)際生產(chǎn)中，除了三相異步電動機(jī)外。一般的負(fù)載很難保證負(fù)載三相對稱，因此供電系統(tǒng)均采用三相四線制，且中線上不允許加任何開關(guān)與熔斷器。三相負(fù)載的三角形連接、理想情況下BC圖13-三相四線制下的三角形負(fù)載BC當(dāng)負(fù)載三相對稱時，zA二ZB二ZC二Z 。此

12、時負(fù)載的每一相的相電壓為：U| UaC IT U BN IT U CM |=U1 ,負(fù)載的每一相的相電流為：1 AB =亨,BCU CACA負(fù)載產(chǎn)生的線電流為:-1-3U ab30 L /T CA 二 1 ( U AB 一 U ca )z31 AB 三 30I B =IbC -IcA =1( U AB -U ca) = 3U BC 33Ibc. 30。=l CA - 1 BC1(U CA - U BC )=Z、3UCA. 30=3l ca. 30每一相的電壓、電流的計算可以參照前面學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行。注意：由于負(fù)載三相對稱，因此可以先 計算出其中任意一相，其他兩相待求量可以通過角度互差120度直接

13、寫出；如果僅僅要求大小關(guān)系，則可以直接利用相線關(guān)系。小結(jié)：1- Up =U12三角形對稱負(fù)載提供給線路的線電流比相應(yīng)的相電流滯后30，并大小為其.3倍。、非理想情況下計算方法一一將三角形負(fù)載變換為星型負(fù)載進(jìn)行計算。P388。圖13-三相四線制下的星型負(fù)載11.3三相功率1131功率的計算一、負(fù)載對稱時的平均功率1.負(fù)載對稱時的平均功率因?yàn)閷τ趯ΨQ的星型負(fù)載：Ui =-3Up , h=lp ;對于對稱的三角形負(fù)載：Ii=3Ip , UtUp , 所以P =3UplpCs = 3U 111 cos p，其中;:p為每一相的阻抗角，即相電壓與相電流的相位差。2負(fù)載不對稱時的平均功率分相計算。、無功功率同理，對