三相電源課件

1、4.1 三相電源 4.3 三相功率 4.2 三相負載 *4.4 電力系統(tǒng) 4.5 觸電事故 4.6 觸電防護 4.7 靜電防護 4.8 電器防火和防爆 第 4 章 供電與用電 下一章 返回主頁 1 三相交流電的優(yōu)點 三相交流發(fā)電機體積小、重量輕、成本低； 節(jié)省輸電線金屬的消耗量，輸電成本較低； 應(yīng)用廣泛的三相異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、價 格低廉、性能良好和使用維護方便。 三相交流電路 由三相交流電源供電的電路。 電力系統(tǒng)目前普遍采用三相交流電源供電。 24.1 三相電源一、三相交流電的產(chǎn)生 + e1L1 L1 + e2L2 L2 + e3L3 L3 L1 L1 L2 L2 L3 L3 L1 L1 三

2、相交流發(fā)電機由三個對稱的繞組組成， 在空間上彼此相差 120，它們的始端記為 L1 、L2 、L3 ，末端記為L1 、L2 、L3 。（a）結(jié)構(gòu)（b）繞組（c）三相電動勢3 分類磁極放在轉(zhuǎn)子 上，轉(zhuǎn)子由原動機 拖動作勻速轉(zhuǎn)動。 定子三相繞組切割 轉(zhuǎn)子磁場而感應(yīng)出 三相交流電動勢。L1L2 L3 L2L3L11. 三相交流電動勢產(chǎn)生原理2. 三相交流電動勢的特點 幅值相等 頻率相同 相位差 = 120 SN43. 三相交流電動勢的表達式e2e3e1teO(a) 波形圖U1U3U2(b) 相量圖120o120o120oe1 = Em sin te2 = Em sin ( t - 120)= Em

3、sin ( t + 120)e3 = Em sin ( t - 240)E1 = E 0o E2 = E -120o E2 = E 120o 5二、三相電源的星形連接 發(fā)電機三相繞組通常將三個末端接在一起。 三個繞組末端的連接點稱為中性點 ( N )。 三個首端L1 、L2、 L3稱為端點。 由中性點N引出的供電線稱為中性線或零線。 由三個首端引出的供電線稱為相線或火線。L1 L3 L2 L1 L3 + e1+ e2L2 + e3星形聯(lián)結(jié)L1L2 L3L1L2L3 6U31U2U3U1U12U23 I1 I3 I2中線 (零線) 線電流相電壓火線 (相線) 線電壓相電流三相四線制 I1 IL1

4、 = I2 IL2 = I3 IL3 = U12 U1U23 U2U31 U3L1L2L3N IL2 IL3 IL1 IN1.線電流與相電流的有效值關(guān)系2.線電壓與相電壓的有效值關(guān)系IL= IP7 30U23U2U31U3U2U12U1 =3 U12U130o =3 U23U230o =3 U31U330o 8三、三相電源的三角形連接 將三相電源中每相繞組的首端依次與另一相 繞組的末端連接在一起，形成閉合回路。角型聯(lián)結(jié)L1 L1 L2 L3 L2L3L1 L3 L2 L1 L3 + e1+ e2L2 + e39三相三線制 I1 I2 I3U23 ( U2 )U12( U1 )U31( U3 )

5、線電流相電壓火線（相線）線電壓相電流U12U1 = U23U2 = U31U3= 1.線電壓與相電壓的有效值關(guān)系UL= UP I1 IL1= - I3 I2 IL2= - I1 I3 IL3= - I22.線電流與相電流的有效值關(guān)系L1L2L3 IL1 IL3 IL210 I1 I1 30 IL1 I2 I3 IL2 IL2I3I2 =3 IL1 I1 30o =3 IL2 I2 30o =3 IL3 I3 30o 114.2 三相負載 三相對稱負載: 三相阻抗相等的三相負載。 三相不對稱負載: 使用時平均分配到三個相上。Z2Z1L1L2L3NM 3Z3 三相負載: 由三相電源供電的負載。12

6、星形接法三角形接法 三相負載也有兩種接法: 具體采用何種接法，應(yīng)根據(jù)電源電壓和負載 額定電壓的大小來決定。 原則上應(yīng)使負載的實際電壓等于其額定相電 壓。ZZZL1L2L3NZZZL1L2L313一、三相負載的星形聯(lián)結(jié) 三相負載的三個末端聯(lián)結(jié)在一起，接到電源 的中性線上。 三相負載的三個首端分別接到電源的三根相 線上。Z1 Z2 Z3L1L2L3N IL3 IL1+ +U3 U1 U2 IL1 IL2+ IN IL3 I2 I1 IL1 I3 L2L3L1NZ1 Z2 Z3 +U3 IL2U1 U2 14I1 =U1Z1U2U31U3U12U1 U2U1U3 I1 I2 I3U23I1 =U1Z

7、1I1 =U1Z1 IN IL3 I2 I1 IL1 I3 L2L3L1NZ1 Z2 Z3 +U3 IL2U1 U2 如果負載對稱，阻抗 Z1 = Z2 = Z3 。則為對稱三相電路。 IN = I1 + I2 + I3 = IL1 + IL2 + IL3 15I1 =U1Z1I1 =U1Z1I1 =U1Z1如果負載對稱，阻抗 Z1 = Z2 = Z3 。則為對稱三相電路。 IN = I1 + I2 + I3= IL1 + IL2 + IL3 U2U31U3U12U1 U2U1U3 I1 I2 I3U23 IN IL3 I2 I1 IL1 I3 L2L3L1NZ1 Z2 Z3 +U3 IL2U

8、1 U2 16三相負載不對稱而又沒有中性線時，三相負載的相電壓不會對稱，導(dǎo)致有的相電壓超過負載的額定相電壓，有的低于額定相電壓，致使負載不能正常工作，甚至損壞。因此，在三相四相制電路中，中性線不允許斷開，也不允許安裝熔斷器等短路或過電流保護裝置。R2 R3 L1 L2 L3 R1 N S 17 每相負載的首端都依次與另一相負載的末端 聯(lián)在一起，形成閉合回路。 將三個聯(lián)結(jié)點分別接到三個電源的三根相線 上。二、三相負載的角形聯(lián)結(jié)U2 I3 I2 I1 L2 L3 L1 +Z1Z2 Z3 U1 IL1 IL2 IL3 U3 三相負載的三角形聯(lián)結(jié)只能是三相三線制。ZZZL1L2L318 =3 IL1

9、I1 - 30o =3 IL2 I2 - 30o =3 IL3 I3 - 30o =3 Il IpZ1 = Z2 = Z3 = Z 對于三相對稱負載: I1 IL1 I2 I3 IL2 IL2 U1U2U3 I3 I2 I119 例4.2.1 有一電源為星形聯(lián)結(jié)，而負載為三角形聯(lián)結(jié)的對稱三相電路，已知電源相電壓UPS= 220 V，負載每相阻抗| Z | = 10 。試求負載的相電流和線電流以及電源的線電流和相電流的有效值。解 由于電源為星形聯(lián)結(jié)，故電源線電壓ULS = 3UPS = 1.73220V = 380V忽略供電線路的阻抗，則負載線電壓ULL = ULS = 380V負載三角形聯(lián)結(jié)，

10、則負載相電壓UPL = ULL = 380V負載相電流IPL = UPL| Z |=38010A = 38 A負載為三角形聯(lián)結(jié)，故負載線電流ILL = 3IPL = 1.7338 A = 66 A20電源只向一組三相負載供電，故電源線電流電源為星形聯(lián)結(jié)，故電源相電流ILS = ILL = 66 AIPS = ILS = 66 A214.3 三相功率三相總有功功率 P = P1 + P2+ P3三相總視在功率 S = P 2 + Q 2 P = 3 Up Ipcos Q = 3 Up IpsinS = 3 Up Ip 三相對稱負載功率表達式相電壓、相電流：線電壓、線電流：一、三相功率的計算Q =

11、3 Ul Il sinS =3 Ul IlP = 3 Ul Il cos三相總無功功率 Q = Q1 + Q2 + Q322 例4.3.1 電路中有兩個負載，其中負載 2 為 感性 ， 負載 1：UN = 380 V，P1 = 75 kW， cos1 = 1， Y 接。負載 2：UN = 380 V ，P2 = 36 kW， cos2 = 0.8， 接。求: 電源提供的電流？解:P = P1 + P2 = 111 kWQ = Q1 + Q2 = P1 tan1 + P2 tan2 = 27 kvar S = P2 + Q2 Il = = 173 AS3 Ul = 114 kVARRRL2L3L

12、1ZZZ IL1 IL12 IL11 234.4 電力系統(tǒng)水力發(fā)電廠用電設(shè)備 變電所輸電線配電設(shè)備火力發(fā)電廠核電站用電設(shè)備 24380 V220 V6 kV10 kV110 、220 、500 kV電能負荷升壓變壓器降壓變壓器10 kV 輸電方式交流輸電：輸電距離越遠，輸送功率越大，要 求的輸電電壓就越高。直流輸電：輸電線路的功率損耗小，電壓降小， 適用于大功率、長距離輸電。25 低壓供電系統(tǒng)的接線方式放射式：供電可靠性高，導(dǎo)線用量大，費用高樹干式：適用于用電比較分散，每個節(jié)電的用電量教大，變電所又居于各用電點的中央時。變電所配電箱配電箱配電箱變電所配電箱配電箱配電箱配電箱264.5 觸電事故

13、一、電流對人體的危害電流對人體組織的危害作用主要有以下幾方面：1. 生物性質(zhì)的作用引起神經(jīng)功能和肌肉功能紊亂2. 化學性質(zhì)的作用電解而破壞人體細胞3. 熱性質(zhì)的作用灼傷、產(chǎn)生電烙印及皮膚金屬化等4. 機械性質(zhì)的作用骨折、組織受傷等27按人體所受傷害方式的不同可分為1. 電傷人體外表的局部損傷對人體內(nèi)部器官的傷害2.電擊二、電擊對人體的傷害程度與以下因素有關(guān)：1. 通過人體電流的大小2. 電流通過人體的途徑。3. 觸電時間的長短 通過心臟的電流達到50 mAS 即致人死地4. 電流的頻率工頻電流對人體的危害最大手手、手腳最為危險28三、 觸電事故單線觸電事故兩線觸電事故1. 直接觸電IdId單線

14、觸電事故兩線觸電事故2. 間接接觸觸電人體接觸到正常情況下不帶電、僅在事故情況下才會帶電的部分而發(fā)生的觸電事故。間接接觸觸電294.6 觸電防護 常規(guī)環(huán)境：交流 50 V、直流 120 V 潮濕環(huán)境：交流 25 V、直流 60 V 一、安全電壓2. GB規(guī)定的安全電壓額定值為：1. 通用接觸電壓極限： 42 V、36 V、24 V、12 V、6 V 要求：獨立的電源供電。30二、保護接地和保護接零1. IT 系統(tǒng) Rd保護接地 適用于中點不接地的三相三線制供電系統(tǒng)。 將用電設(shè)備的金屬外殼通過接地裝置接地。 IT 系統(tǒng)也稱為保護接地。 接地裝置的接地電阻一般不超過 4 。 31PEL1L2L3N

15、 TN系統(tǒng)TN-C (PE 和 N 共用)TN-S (PE 和 N 完全分開共用)TN-C-S (PE 和 N 部分共用) 三相五線制系統(tǒng)分為:2. 保護接零（TN系統(tǒng)） 適用于中點接地的三相四線制供電系統(tǒng)中的 電氣設(shè)備。323. TT 系統(tǒng) 電源的中性點接地，而用電設(shè)備采用保護接 地的系統(tǒng)。 采用TT系統(tǒng)供電的用電設(shè)備應(yīng)采用漏電電 流動作保護裝置（漏電開關(guān)） 同一供電系統(tǒng)中，TN 和 TT 兩種系統(tǒng)不宜同 時采用。 R0Rd工作接地 保護接地 33三、漏電開關(guān)作用： 主要用于低壓供電系統(tǒng)，當被保護的設(shè)備出現(xiàn)故障時，故障電流作用于保護開關(guān)，若該電流超過預(yù)定值，則使開關(guān)自動斷開，以切斷供電電路。2. 漏電開關(guān)的選擇 若用于保護人:動作電流 30 mA 以下。漏電 動作時間 0.1 s 以下。：若用于保護線路: 動作電流 30100 mA 以下。漏電動作時間 0.20.4 s 以下。34漏電開關(guān) 漏電開關(guān)35一、什么是靜電 在宏觀范圍內(nèi)暫時失去平衡的相對靜止的 正、負電荷。四、靜電的危害 影響生產(chǎn)、危及人身安全、引起火災(zāi)和爆 炸。4.7 靜電防護二、靜電的形成 摩擦起電、破斷起電、感應(yīng)起電。三、靜電的應(yīng)用 靜電除塵、靜電復(fù)印、靜電噴漆、靜電選 礦、靜電植絨等等。36五、靜電的防護1. 限制靜電的