電工與電子技術(shù)：第3章 正弦交流電路

1、第3章 正弦交流電路華南師范大學(xué)化環(huán)2015主要內(nèi)容 3.1 正弦交流電的基本概念 3.2 三相四線制供電系統(tǒng) 3.3 交流電路的功率 3.4 家庭用電及安全用電 隨時(shí)間按正弦函數(shù)規(guī)律周期性變化的電壓、電流和電動(dòng)隨時(shí)間按正弦函數(shù)規(guī)律周期性變化的電壓、電流和電動(dòng)勢(shì)等物理量，通稱為正弦量。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：勢(shì)等物理量，通稱為正弦量。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：i tOIm0mmmsin()sin()sin()iueiItuUteEt 幅值：幅值：式中式中I Im m、U Um m、E Em m 為幅值，表示正弦量的最大瞬時(shí)為幅值，表示正弦量的最大瞬時(shí)值。值。：正弦量完整變化一周所需要的時(shí)間。單位為正弦量完整變化

2、一周所需要的時(shí)間。單位為T T。：正弦量在單位時(shí)間內(nèi)變化的周數(shù)。單位為正弦量在單位時(shí)間內(nèi)變化的周數(shù)。單位為HZHZ。Tf1 角頻率角頻率:角頻率角頻率： 正弦量單位時(shí)間內(nèi)變化的弧度數(shù)。單位為正弦量單位時(shí)間內(nèi)變化的弧度數(shù)。單位為rad/srad/s。角頻率與周期及頻率的關(guān)系：角頻率與周期及頻率的關(guān)系：fT22 3.1.1正弦量的三要素mmms i n ()s i n ()s i n ()iueiItuUteEt 初始相位初始相位 : t t=0=0時(shí)的相位時(shí)的相位 稱為初始相位。它是反映正弦量初始稱為初始相位。它是反映正弦量初始狀態(tài)的物理量。習(xí)慣用絕對(duì)值小于狀態(tài)的物理量。習(xí)慣用絕對(duì)值小于1801

3、800 0來表示。來表示。角頻率角頻率： 正弦量單位時(shí)間內(nèi)變化的弧度數(shù)。單位為正弦量單位時(shí)間內(nèi)變化的弧度數(shù)。單位為rad/srad/s。角頻率與周期及頻率的關(guān)系：角頻率與周期及頻率的關(guān)系：fT22相位差：相位差：兩同頻率的正弦量之間的初相位之差。兩同頻率的正弦量之間的初相位之差。uiu i tO12)sin()(imtIti是以解析式表示的：是以解析式表示的：就是上式中的就是上式中的I Im m，I Im m反映了正弦量反映了正弦量振蕩的幅度振蕩的幅度。指指與交流電熱效應(yīng)相同的直流電數(shù)值與交流電熱效應(yīng)相同的直流電數(shù)值。Rii 通過電阻通過電阻R時(shí)，在時(shí)，在t 時(shí)時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為間內(nèi)產(chǎn)生的熱量

4、為QRI例例I 通過電阻通過電阻R時(shí)，在時(shí)，在t 時(shí)時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量也為間內(nèi)產(chǎn)生的熱量也為Q由于直流電在電阻上做功大小為由于直流電在電阻上做功大小為 I I2 2RT RT , ,于是根據(jù)定義有于是根據(jù)定義有：2222220001 cos2sin22TTTmmmtRTII RTi RdtRItdtRIdt0.7072mmIII（同理：（同理： ）0.707mUU1、復(fù)數(shù)及其運(yùn)算、復(fù)數(shù)及其運(yùn)算用復(fù)平面上的有向線段來表示。該有向線段的長(zhǎng)度用復(fù)平面上的有向線段來表示。該有向線段的長(zhǎng)度a a稱為復(fù)數(shù)稱為復(fù)數(shù)A A的的，?？偸侨≌?。該有向線段與實(shí)軸，?？偸侨≌怠Ｔ撚邢蚓€段與實(shí)軸正方向的夾角正方向的夾

5、角稱為復(fù)數(shù)稱為復(fù)數(shù)A A的的。復(fù)數(shù)。復(fù)數(shù)A A的實(shí)部的實(shí)部a a1 1及及虛部虛部a a2 2與模與模a a及輻角及輻角的關(guān)系為：的關(guān)系為：O a1 +1a2 A+ja12Aajasin2aa cos1aa 2221aaa12arctgaa其中：其中： 3.1.2正弦量的相量表示法u復(fù)數(shù)的表示形式復(fù)數(shù)的表示形式: :可將復(fù)數(shù)可將復(fù)數(shù)A A 表示成代數(shù)型、三角函數(shù)型、指數(shù)型和極表示成代數(shù)型、三角函數(shù)型、指數(shù)型和極坐標(biāo)型坐標(biāo)型4 4種形式。種形式。aaejaajaaAjsincos21代數(shù)型代數(shù)型三角函數(shù)型三角函數(shù)型指數(shù)型指數(shù)型極坐標(biāo)型極坐標(biāo)型O a1 +1a2 A+ja已知：已知：tsinUum

6、VUm310Hzf50，其中，其中 , ,求：有效值求：有效值U U和和t=0.1t=0.1秒時(shí)的瞬時(shí)值秒時(shí)的瞬時(shí)值. .解：解：VUUm22023102).sin(ftsinUum1010031020例例問題與討論問題與討論 電器電器 220V最高耐壓最高耐壓 =300V若購(gòu)得一臺(tái)耐壓為若購(gòu)得一臺(tái)耐壓為 300V 300V 的電器，是否可用于的電器，是否可用于? ?結(jié)論：結(jié)論：該用電器最高耐壓低于電源電壓的最大值，所以不該用電器最高耐壓低于電源電壓的最大值，所以不能用能用220V220V的線路上。的線路上。有效值有效值 U = 220V 最大值最大值 Um = 220V = 311V 2電源

7、電壓電源電壓分析：分析：121ajaaA221bjbbB設(shè)兩復(fù)數(shù)為：設(shè)兩復(fù)數(shù)為： 相等：相等：若若a a1 1= =b b1 1，a a2 2= =b b2 2，則，則 A A= =B B。 加減運(yùn)算（平行四邊形法則）：加減運(yùn)算（平行四邊形法則）：)()(2211bajbaBAu復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算: : 乘除運(yùn)算：乘除運(yùn)算：12jjA Baebe12()jabe12()ab12jjAaeBbe12()12()jaaebb2.正弦量的相量表示法正弦量的相量表示法若將一個(gè)復(fù)矢量若將一個(gè)復(fù)矢量I IM M 用復(fù)數(shù)表示用復(fù)數(shù)表示jMIe復(fù)矢量按復(fù)矢量按角速度逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，如下圖：角速度逆時(shí)針旋

8、轉(zhuǎn)，如下圖：t直角坐直角坐標(biāo)系中標(biāo)系中有一有一有有向線段向線段旋轉(zhuǎn)的矢量旋轉(zhuǎn)的矢量可以描述一可以描述一個(gè)正弦量個(gè)正弦量旋轉(zhuǎn)起來旋轉(zhuǎn)起來投影投影mImI* * 說明一個(gè)三角函數(shù)等于一個(gè)旋轉(zhuǎn)向量在虛軸上的投影說明一個(gè)三角函數(shù)等于一個(gè)旋轉(zhuǎn)向量在虛軸上的投影?？紤]正弦交流線性電路中，電壓和電流的頻率是不會(huì)。考慮正弦交流線性電路中，電壓和電流的頻率是不會(huì)改變的，為化簡(jiǎn)計(jì)算，將旋轉(zhuǎn)向量的投影中的旋轉(zhuǎn)因子改變的，為化簡(jiǎn)計(jì)算，將旋轉(zhuǎn)向量的投影中的旋轉(zhuǎn)因子去掉，剩下相量部分代表一個(gè)三角函數(shù)。且為了與數(shù)學(xué)去掉，剩下相量部分代表一個(gè)三角函數(shù)。且為了與數(shù)學(xué)上的復(fù)數(shù)區(qū)別開來，將上的復(fù)數(shù)區(qū)別開來，將相量相量符號(hào)上方加符號(hào)

9、上方加標(biāo)號(hào)。即：標(biāo)號(hào)。即：sin()mummUtUU)sin(imtIiimmII)sin(2itIiII( (幅值相量幅值相量) )( (有效值相量有效值相量) )上式說明有效值相量和振幅相量的關(guān)系：上式說明有效值相量和振幅相量的關(guān)系：IIm2UUm2解：解：例例3-2:3-2:已知已知0112.7 2sin(31430 )itA0211 2sin(31460 )itA試用相量求試用相量求12ii0112.7 30IA001212.7 301160II016.8 2sin(10.9 )itA021160IA* *例、例、指出下列各式的錯(cuò)誤：指出下列各式的錯(cuò)誤： A530sin530jeti(

10、1)(1)V45sin210010045teUj(2)(2)A3010I(3)(3)A2020eI(4)(4)000022012.7cos3011cos( 60 )(12.7sin3011sin( 60 )3.1816.53.1816.53.18arctan16.810.9 ( )16.5jjA例例2: 已知已知)A60sinj60cos11()A30sinj30cos12.7( I =16.8 A)A 30 (314sin2.7 12 1ti )A 60 (314sin211 2ti。 iii21A) 10.9 314(sin216.8 ti求：求：A3012.7 1 IA60112 IA6

11、011A3012.721 IIIA10.916.8j3.18)A-16.5( +1+j2I601I30I9 .10解：解：+1+j2I601I30I9 .10iii 12iii 12+1+j2I601I3070.9o解：解：011000100UVV0140 2sin(31421.79 )utV已知工頻條件下已知工頻條件下 超前超前 60600 0，求總電壓，求總電壓例例3-3:3-3:121100 ,100 ,UV UV u2u12uuu000210060100cos( 60 )100sin( 60 )(3051.96)UjjV0121003051.9613051.96)14021.79UUU

12、jjVV140UV* * 相量形式的基爾霍夫定律相量形式的基爾霍夫定律在直流電路中，基爾霍夫定律形式為：在直流電路中，基爾霍夫定律形式為：0,0IU在交流電路中，基爾霍夫定律仍然成立，形式為：在交流電路中，基爾霍夫定律仍然成立，形式為：0,0iu用相量代表交流值，基爾霍夫定律就寫成：用相量代表交流值，基爾霍夫定律就寫成：0,0IU) ( ) ( iuiuiuZIUIUIUZ1.阻抗的定義阻抗的定義sin(),sin()mmuiuUtiItIUZ+-在交流電路中，將負(fù)載兩端電壓相量與流在交流電路中，將負(fù)載兩端電壓相量與流過負(fù)載電流相量的比值稱為負(fù)載的阻抗。過負(fù)載電流相量的比值稱為負(fù)載的阻抗。設(shè)：

13、設(shè)：) (iu則：則：其中其中 稱為阻抗角，其值等于負(fù)載兩端電壓相位與稱為阻抗角，其值等于負(fù)載兩端電壓相位與流過負(fù)載電流相位之差。流過負(fù)載電流相位之差。 3.13 阻抗2.阻抗的串、并聯(lián)阻抗的串、并聯(lián)1Z21ZZZ21111ZZZ2Z1Z2Z根據(jù)基爾霍夫定律可以得到：根據(jù)基爾霍夫定律可以得到：串聯(lián)電路：串聯(lián)電路：并聯(lián)電路：并聯(lián)電路：000354410545380IUZ例例3-4: 3-4: 已知某負(fù)載的電流已知某負(fù)載的電流 ，電求負(fù)載阻抗，電求負(fù)載阻抗AIA0105VUAB045380解：解：三繞組在空間位置互差120o轉(zhuǎn)子裝有磁極并以轉(zhuǎn)子裝有磁極并以 的速度旋。三的速度旋。三個(gè)線圈中便產(chǎn)生三

14、個(gè)單相電動(dòng)勢(shì)。個(gè)線圈中便產(chǎn)生三個(gè)單相電動(dòng)勢(shì)。尾端：尾端： X Y Z首端：首端： A B C wuv 3.2.1三相正弦交流電的產(chǎn)生 NSXBYCZAAXBYCZ180003600NS12002400 uA 、uB、uC t t磁感應(yīng)強(qiáng)度按磁感應(yīng)強(qiáng)度按正弦規(guī)律分布正弦規(guī)律分布 繞組的首端)120sin()120sin(sintEetEetEemCmBmAEEEEEECBA-1200120000波形圖波形圖表達(dá)表達(dá)瞬時(shí)值表達(dá)式瞬時(shí)值表達(dá)式:相量表達(dá)式相量表達(dá)式:特點(diǎn)：特點(diǎn)：(1)(1) 有效值和角頻率都相同有效值和角頻率都相同 (2)(2)在相位上彼此相差在相位上彼此相差120120(3)(3)

15、任一瞬時(shí)任一瞬時(shí)3 3個(gè)電壓個(gè)電壓瞬時(shí)值之和或相量之和為零。瞬時(shí)值之和或相量之和為零。0CBAeee0CBAEEE即：即：或或三個(gè)三個(gè)相電壓相電壓三個(gè)三個(gè)線電壓線電壓三個(gè)端線三個(gè)端線( (火線火線）UAeCeBeWVNAUBUCUABUCBUCAU中線中線（1 1）有三個(gè)相電壓）有三個(gè)相電壓CBAUUU ，有效值統(tǒng)稱為，有效值統(tǒng)稱為U UP P。（2 2）有三個(gè)線電壓）有三個(gè)線電壓CABCABUUU ，有效值統(tǒng)稱為有效值統(tǒng)稱為U Ul l120012001200AUBUCUACCA UUUBAABUUU CBBCUUUAUUU3302 0AABcosCCA3 UUABUBCUCAU300300

16、同理可得同理可得 3 BBC，UU0303 PLUU一般表示一般表示ABUBCUCAU+ABCNAUBUCU（3 3）相電壓與線電壓的關(guān)系）相電壓與線電壓的關(guān)系例如：例如：（4 4）低壓配電系統(tǒng)中）低壓配電系統(tǒng)中: : U UP P= =220V220V，U Ul l= =380V380V000022 (cos0sin0cos( 120 )sin( 120 )333 2 ( ( )()330223 2PPPUjjUarctgU0120 ABABPPUUUUU三角形聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)結(jié)(形聯(lián)結(jié)形聯(lián)結(jié))ACBNZAZCZBZABZCAZBC星形聯(lián)結(jié)星形聯(lián)結(jié)(Y形聯(lián)結(jié)形聯(lián)結(jié)) 三相負(fù)載的聯(lián)接有兩種：三相負(fù)

17、載的聯(lián)接有兩種： 3.2.2 三相負(fù)載的聯(lián)接方法1.負(fù)載的星形聯(lián)接負(fù)載的星形聯(lián)接相電流相電流線電流線電流每相負(fù)載上的電流表示為每相負(fù)載上的電流表示為I IP P端線上的電流端線上的電流 表示為表示為I IL L負(fù)載側(cè)也有端線、相電壓、線電壓負(fù)載側(cè)也有端線、相電壓、線電壓 星形聯(lián)接時(shí)星形聯(lián)接時(shí) : : IP = IL，PlUU3AAZUAIBBZUBICCZUCICIBIAICUBU+AU+ABCZAZBZCaIbIcINIZNAUAZBUBZCUCZNZ若三相負(fù)載對(duì)稱，即：若三相負(fù)載對(duì)稱，即：ABCZZZZ00(0)(0)APAAUUIIZZ 0000( 120)( 120)(120)(120

18、)BPBBCPCCUUIIZZUUIIZZ 則：則：0001 (0) 1 ( 120) 1 (120)0NABCIIIII PABCUIIIIZ且：且：中性線的電流為：中性線的電流為：CIBIAICUBU+AU+ABCZAZBZCaIbIcINIZN若負(fù)載不對(duì)稱若負(fù)載不對(duì)稱/1/1/1/1/AABBCCNNNNABCUZUZUZUZZZZ1111()ANNBNNCNNNNABCNNABCNNABCABCNNUUUUUUUZZZZUUUUZZZZZZZ負(fù)載不對(duì)稱時(shí)電源中負(fù)載不對(duì)稱時(shí)電源中點(diǎn)和負(fù)載中點(diǎn)之間存點(diǎn)和負(fù)載中點(diǎn)之間存在壓降，出現(xiàn)中性線在壓降，出現(xiàn)中性線電流。電流。ZCZZBA由電路有：由電

19、路有：CIBIAICUBU+AU+ABCZAZBZCaIbIcINIZN求圖中各相的相電流、線電流及中線電流。求圖中各相的相電流、線電流及中線電流。 例例3-5：解：解：1.1.每盞燈的額定電流為：每盞燈的額定電流為：1000.4545220PIAAU2.2.各相相電流和線電流為：各相相電流和線電流為：1230NIIII12320 0.45459.09IIIA3.3.中性線電流中性線電流, ,因負(fù)載對(duì)稱，所以：因負(fù)載對(duì)稱，所以：例：例：三相對(duì)稱電源線電壓為三相對(duì)稱電源線電壓為380V，三相負(fù)載不對(duì)稱。，三相負(fù)載不對(duì)稱。 試求：（試求：（1）有中性線時(shí)，負(fù)載）有中性線時(shí)，負(fù)載 的相電流的相電流

20、及中性線電流及中性線電流 ；（；（2）當(dāng)中性線斷）當(dāng)中性線斷 開時(shí)，各相負(fù)載的相電流開時(shí)，各相負(fù)載的相電流 及相電壓及相電壓010,560ABCZZZ,ABCIII,ABCIII,ABCU U U解：解：（1 1）因?yàn)橛兄行跃€，所以因?yàn)橛兄行跃€，所以0 N NU0000380 0220 0, 220120,220 1203ABCUVV UV UV各相電流為：各相電流為：000220 022 0, 2212010AABAUIAAIAZ000220 044 60 5 60CCCUIAAZ中性線電流為：中性線電流為：0000 22 02212044 60 1313 = 22A+22 (-)44 ()

21、38.1 30 2222NABCIIIIAAAjAjAA（2 2）當(dāng)中性線斷開時(shí)）當(dāng)中性線斷開時(shí)/1/1/1/BAABBCCN NACUZUZUZUZZZ0000220/10220120 /10220 120 /5 601101/10 1/10 1/5 60N NUV00(220110)110(220120110)(220 120110) UAN NVBN NWCN NUUUVVUUUVUUUV負(fù)載側(cè)各相電壓和相電流為：負(fù)載側(cè)各相電壓和相電流為：UUUVVVWWWUIZUIZUIZAUAZBUBZCUCZNZ應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例-照明電路照明電路正確接法正確接法: :每組燈相互并每組燈相互并聯(lián)聯(lián),

22、 ,然后分別接至各相電然后分別接至各相電壓上。設(shè)電源電壓為：壓上。設(shè)電源電壓為：V220380PlUU* * 當(dāng)有中線時(shí)，每組燈的數(shù)量可以相等也可以不當(dāng)有中線時(shí)，每組燈的數(shù)量可以相等也可以不等，但每盞燈上都可等，但每盞燈上都可A A.一組一組二組二組三組三組C CB BN N若三相不對(duì)若三相不對(duì)稱，能否去稱，能否去掉中線？掉中線？若三相照明電路的中線因故斷開，當(dāng)發(fā)生一相燈負(fù)載若三相照明電路的中線因故斷開，當(dāng)發(fā)生一相燈負(fù)載全部斷開或一相發(fā)生短路，電路會(huì)出現(xiàn)什么情況？全部斷開或一相發(fā)生短路，電路會(huì)出現(xiàn)什么情況？ 分析分析 如果中線斷開，設(shè)又發(fā)如果中線斷開，設(shè)又發(fā)生生A A相短路，此時(shí)相短路，此時(shí)B

23、 B、C C相都會(huì)相都會(huì)與短接線構(gòu)成通路，兩相端與短接線構(gòu)成通路，兩相端電壓均為線電壓電壓均為線電壓380V380V，因此，因此B B、C C相由于超過額定值而燒損相由于超過額定值而燒損。由此可得，中線的作用是。由此可得，中線的作用是使使Y Y接不對(duì)稱三相負(fù)載的端電接不對(duì)稱三相負(fù)載的端電壓保持對(duì)稱。壓保持對(duì)稱。三相四線制三相四線制Y Y接電路中，中線不允許斷開！接電路中，中線不允許斷開！ 若中線斷開，設(shè)若中線斷開，設(shè)A A相燈負(fù)載又相燈負(fù)載又全部斷開，此時(shí)全部斷開，此時(shí)B B、C C兩相構(gòu)成串聯(lián)兩相構(gòu)成串聯(lián)，其端電壓為電源線電壓，其端電壓為電源線電壓380V380V。 若若B B、C C相對(duì)稱

24、，各相端電壓為相對(duì)稱，各相端電壓為190V190V，均低于額定值，均低于額定值220V220V而不能正而不能正常工作；若常工作；若B B、C C相不對(duì)稱，則負(fù)載相不對(duì)稱，則負(fù)載多（電阻?。┑囊幌喾謮荷俣荒芏啵娮栊。┑囊幌喾謮荷俣荒苷０l(fā)光，負(fù)載少（電阻大）的一正常發(fā)光，負(fù)載少（電阻大）的一相分壓多則易燒損。相分壓多則易燒損。*u關(guān)于零線的結(jié)論關(guān)于零線的結(jié)論 負(fù)載不對(duì)稱而又沒有中線時(shí)，負(fù)載上可能得到大小不負(fù)載不對(duì)稱而又沒有中線時(shí)，負(fù)載上可能得到大小不等的電壓，有的超過用電設(shè)備的額定電壓，有的達(dá)不到額等的電壓，有的超過用電設(shè)備的額定電壓，有的達(dá)不到額定電壓，都不能正常工作。比如，照明電路中各

25、相負(fù)載不定電壓，都不能正常工作。比如，照明電路中各相負(fù)載不能保證完全對(duì)稱，所以絕對(duì)不能采用三相三相制供電，而能保證完全對(duì)稱，所以絕對(duì)不能采用三相三相制供電，而且必須保證零線可靠。且必須保證零線可靠。 中線的作用在于，使星形連接的不對(duì)稱負(fù)載得到相中線的作用在于，使星形連接的不對(duì)稱負(fù)載得到相等的相電壓。為了確保零線在運(yùn)行中不斷開，其上不允等的相電壓。為了確保零線在運(yùn)行中不斷開，其上不允許接保險(xiǎn)絲也不允許接刀閘。許接保險(xiǎn)絲也不允許接刀閘。 ( )2sin(2)uu tUt001cos()cos()cosTTuiuiUIPpdtdtUIUITT( )2 sin(2)ii tIt設(shè)：設(shè)：則有功功率為：則

26、有功功率為：( )i t( )u tZcosPIU* * 由由可知，在一定負(fù)載功率可知，在一定負(fù)載功率P P下，下，cos越小越小則電路電流就越大，線路損耗就越大，因此我國(guó)對(duì)用戶則電路電流就越大，線路損耗就越大，因此我國(guó)對(duì)用戶的功率因數(shù)有限制。的功率因數(shù)有限制。 3.3.1單相交流電路功率 cos 被定義為功率因數(shù)，被定義為功率因數(shù)， 稱為功率因數(shù)角。稱為功率因數(shù)角。負(fù)載對(duì)稱時(shí)：負(fù)載對(duì)稱時(shí)：cos3ppIUPcos3llIUP或或（U UP P、I IP P 代表負(fù)載上的相電壓和相電流）代表負(fù)載上的相電壓和相電流）三相總有功功三相總有功功率率：CBAPPPPZCZCZCZBZBZBZAZAZA

27、IUIUIUPcoscoscos（U Ul l、I Il l 代表負(fù)載上的線電壓和線電流）代表負(fù)載上的線電壓和線電流） 3.3.2 三相交流電路功率例例3-7:3-7:右星形連接的三相負(fù)載所構(gòu)成的對(duì)稱三相電路中，右星形連接的三相負(fù)載所構(gòu)成的對(duì)稱三相電路中，每相負(fù)載阻抗為每相負(fù)載阻抗為 ，電源電壓有效值為，電源電壓有效值為380V380V，求，求三相負(fù)載的總功率。三相負(fù)載的總功率。解：解：38022033lpUUV2222022( )68ppUIAZ03cos83 220 22 cos(arctan )614520cos(51.3 )8712( )p pPUIW )86(jZ樹樹型型供供電電網(wǎng)網(wǎng)

28、示示意意圖圖由配電室、低壓線路、用戶線路組成由配電室、低壓線路、用戶線路組成, ,通常一個(gè)低壓配電線通常一個(gè)低壓配電線路容量在幾十到幾百千伏安的范圍路容量在幾十到幾百千伏安的范圍, ,為提高線路的可靠性為提高線路的可靠性, ,采用分級(jí)供電方式采用分級(jí)供電方式, ,如右圖所示。如右圖所示。1 1、三、三低壓配電線路的結(jié)構(gòu)低壓配電線路的結(jié)構(gòu) 變壓器根據(jù)總?cè)萘縼砼渲米儔浩鞲鶕?jù)總?cè)萘縼砼渲? ,并有一定的余量并有一定的余量. .配電裝置配電裝置上裝有開關(guān)、熔斷器、保護(hù)裝置上裝有開關(guān)、熔斷器、保護(hù)裝置, ,集中在配電柜上集中在配電柜上, ,一般還一般還配有測(cè)量?jī)x器配有測(cè)量?jī)x器, ,如電壓表、電流表、功率

29、因數(shù)表、電度表等如電壓表、電流表、功率因數(shù)表、電度表等。功能是。功能是: : （1 1）. .控制用戶線路與電網(wǎng)的通斷?？刂朴脩艟€路與電網(wǎng)的通斷。 （2 2）. .負(fù)載用電量的限制與線路的保護(hù)負(fù)載用電量的限制與線路的保護(hù), ,在過載、欠壓等在過載、欠壓等不正常情況發(fā)生時(shí)保護(hù)裝置能自動(dòng)切斷電源不正常情況發(fā)生時(shí)保護(hù)裝置能自動(dòng)切斷電源, ,防止重大事故防止重大事故發(fā)生。發(fā)生。 （3 3）. .用電計(jì)量和功率因數(shù)補(bǔ)償。用電計(jì)量和功率因數(shù)補(bǔ)償。2 2、配電室配電室（1 1）. .配電室內(nèi)用的母線允許的電流可達(dá)數(shù)千安培配電室內(nèi)用的母線允許的電流可達(dá)數(shù)千安培, ,一般用不一般用不同顏色同顏色, ,用于區(qū)別用

30、于區(qū)別A A 、B B 、C C三相線路三相線路, ,安裝采用明裝架空敷設(shè)安裝采用明裝架空敷設(shè)方式。方式。（2 2）. .室外低壓電纜。電纜有纜芯、絕緣層和保護(hù)層組成室外低壓電纜。電纜有纜芯、絕緣層和保護(hù)層組成, ,使使用三相四線制。電纜多用地溝敷設(shè)或埋地暗敷方式。用三相四線制。電纜多用地溝敷設(shè)或埋地暗敷方式。（3 3）室內(nèi)電纜室內(nèi)電纜品種、規(guī)格比較多）室內(nèi)電纜室內(nèi)電纜品種、規(guī)格比較多, ,有單芯、多芯有單芯、多芯, ,線線的截面從的截面從0.2150mm2,0.2150mm2,不同的截面可允許的電流不同不同的截面可允許的電流不同, ,要根據(jù)要根據(jù)用電的實(shí)際負(fù)荷來選用。室內(nèi)電纜安裝可用明敷或暗

31、敷。用電的實(shí)際負(fù)荷來選用。室內(nèi)電纜安裝可用明敷或暗敷。3 3、供電線路供電線路絕緣電纜絕緣電纜(明線敷設(shè)明線敷設(shè))安全流量表安全流量表:（4 4）. .負(fù)載分配。三相四線制供電要求每相負(fù)載對(duì)稱負(fù)載分配。三相四線制供電要求每相負(fù)載對(duì)稱, ,因此在因此在配置線路時(shí)要注意把負(fù)載盡量均衡分配到各相中配置線路時(shí)要注意把負(fù)載盡量均衡分配到各相中, ,當(dāng)然也要節(jié)當(dāng)然也要節(jié)省敷線成本。對(duì)于照明通常在同一室不把負(fù)載分相省敷線成本。對(duì)于照明通常在同一室不把負(fù)載分相, ,而是按樓而是按樓層或按樓分相層或按樓分相, ,一層樓或一座樓用同一相供電一層樓或一座樓用同一相供電, ,樓層之間或每樓層之間或每座樓之間分開座樓之

32、間分開, ,并使各相負(fù)載均勻。并使各相負(fù)載均勻。（1 1）. .配在線路的干線、支線上的壓降應(yīng)小于配在線路的干線、支線上的壓降應(yīng)小于2% 2% 。（2 2）. .室內(nèi)電器的供電電壓不低于額定電壓的室內(nèi)電器的供電電壓不低于額定電壓的5% 5% 。（3 3）. .室內(nèi)線路應(yīng)不少于兩條獨(dú)立支路室內(nèi)線路應(yīng)不少于兩條獨(dú)立支路, ,每條支路的電流不小每條支路的電流不小于于10A 10A 。 （4 4）. .每條獨(dú)立支路的用電器具每條獨(dú)立支路的用電器具( (包括插座包括插座) )不得超過不得超過2020個(gè)。個(gè)。（5 5）. .在獨(dú)立支路上在獨(dú)立支路上, ,照明與動(dòng)力不能混用。照明與動(dòng)力不能混用。4 4、低壓

33、配電標(biāo)準(zhǔn)低壓配電標(biāo)準(zhǔn) 是人體直接與正常帶電的部位接觸是人體直接與正常帶電的部位接觸, ,電流通過人體、電流通過人體、大地、地線等和電源構(gòu)成通路大地、地線等和電源構(gòu)成通路, ,若人體電阻為若人體電阻為R RB B, ,整個(gè)回路整個(gè)回路電阻為電阻為R RN N, ,則流過人體的電流為則流過人體的電流為: :pBBNUIRRu觸電方式觸電方式4 4、家庭安全用電、家庭安全用電 兩相觸電兩相觸電: : 單相觸電單相觸電( (中性點(diǎn)接地中性點(diǎn)接地) )( (中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)不接地) ) 跨步電壓觸電跨步電壓觸電 在高壓輸電線路落地時(shí)，有強(qiáng)大電流流入大地，在接在高壓輸電線路落地時(shí)，有強(qiáng)大電流流入大地，在

34、接地點(diǎn)周圍產(chǎn)生電壓降，如下圖：地點(diǎn)周圍產(chǎn)生電壓降，如下圖： 當(dāng)人體接近落地點(diǎn)時(shí)，當(dāng)人體接近落地點(diǎn)時(shí)，兩腳之間承受跨步電壓而觸兩腳之間承受跨步電壓而觸電，跨步電壓的大小與人和電，跨步電壓的大小與人和落地點(diǎn)距離、兩腳之間的跨落地點(diǎn)距離、兩腳之間的跨距、落地電流大小等因數(shù)有距、落地電流大小等因數(shù)有關(guān)。關(guān)。u保護(hù)接地保護(hù)接地 在中性點(diǎn)不接地的三相三線制供電系統(tǒng)中，適合在中性點(diǎn)不接地的三相三線制供電系統(tǒng)中，適合采用保護(hù)接地措施。采用保護(hù)接地措施。u單相民用供電系統(tǒng)應(yīng)采用保護(hù)接地方式單相民用供電系統(tǒng)應(yīng)采用保護(hù)接地方式 一般電子儀器和家用電器使用的是單相一般電子儀器和家用電器使用的是單相220V220V供電

35、供電, ,其中輸電其中輸電線中一根是工作相線線中一根是工作相線( (火線火線),),一根是工作零線一根是工作零線, ,為了安全為了安全, ,電器外電器外殼要接地殼要接地( (保護(hù)地線保護(hù)地線),),所以還有一根保護(hù)零線，從而構(gòu)成三相五所以還有一根保護(hù)零線，從而構(gòu)成三相五線制的供電方式。線制的供電方式。 為了保護(hù)可靠為了保護(hù)可靠, ,民用民用220V220V供電系統(tǒng)中還采用重復(fù)接地的方法供電系統(tǒng)中還采用重復(fù)接地的方法, ,在一定距離和分支系統(tǒng)中分別接地在一定距離和分支系統(tǒng)中分別接地, ,而且這種系統(tǒng)的保護(hù)零線是而且這種系統(tǒng)的保護(hù)零線是不能接在工作零線上。不能接在工作零線上。u空氣開關(guān)和漏電開關(guān)空

36、氣開關(guān)和漏電開關(guān)家用漏電開關(guān)一般是電流型的保護(hù)開關(guān)家用漏電開關(guān)一般是電流型的保護(hù)開關(guān), ,其原理如下圖其原理如下圖: : 它由感應(yīng)線圈、信號(hào)放大電路和脫扣控制裝置組成它由感應(yīng)線圈、信號(hào)放大電路和脫扣控制裝置組成, ,正常時(shí)由于正常時(shí)由于I I1 1= =I I2 2, ,且方向相反且方向相反, ,因此線圈感應(yīng)的電壓為因此線圈感應(yīng)的電壓為0,0,放大電路沒有輸出。當(dāng)存在漏電或火線通過人體到大地形放大電路沒有輸出。當(dāng)存在漏電或火線通過人體到大地形成回路成回路, ,產(chǎn)生觸電時(shí)產(chǎn)生觸電時(shí), ,I I1 1I I2 2, ,感應(yīng)線圈有信號(hào)輸出感應(yīng)線圈有信號(hào)輸出, ,經(jīng)過放經(jīng)過放大后大后, ,控制脫扣裝置使開關(guān)斷開控制脫扣裝置使開關(guān)斷開, ,從而起到保護(hù)作用。從而起