三相電源與三相負(fù)載剖析課件

1、三相電源與三相負(fù)載剖析三相電源與三相負(fù)載剖析三相制供電比單相制供電優(yōu)越 在發(fā)電方面：三相交流發(fā)電機(jī)比相同尺寸的單相交流發(fā)電機(jī)容量大。 在輸電方面：如果以同樣電壓將同樣大小的功率輸送到同樣距離，三相輸電線比單相輸電線節(jié)省材料。 在用電設(shè)備方面：三相交流電動機(jī)比單相電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、運(yùn)行特性好等等。 因而三相制是目前世界各國的主要供電方式。三相制供電比單相制供電優(yōu)越 在發(fā)電方面：三相交1.三相交流發(fā)電機(jī)主要組成部分：電樞（是固定的，亦稱定子）：定子鐵心內(nèi)圓周表面 有槽，放入三相電樞繞組。磁極三相繞組n單相繞組（是轉(zhuǎn)動的，亦稱轉(zhuǎn)子）三相繞組的三相電動勢幅值相等, 頻率相同, 彼此之間相位相差1

2、20。+SN鐵心繞組AX第一節(jié) 三相電源與三相負(fù)載+SN+SN+SN+SN+SN+SN+SN一、三相電源1.三相交流發(fā)電機(jī)主要組成部分：電樞（是固定的，亦稱定子）： 由于電機(jī)結(jié)構(gòu)的原因, 這三相繞組所發(fā)出的三相電動勢幅值相等, 頻率相同, 彼此之間相位相差120。可將其表示為：2、相量形式 由于電機(jī)結(jié)構(gòu)的原因, 這三相繞組所發(fā)出的三相電動勢3、對稱正弦量 幅值相等, 頻率相同, 相位互相差120的正弦量。對稱正弦量特點(diǎn)為：120UAUCUB120120三相電壓相量圖3、對稱正弦量對稱正弦量特點(diǎn)為：120UAUCUB14、正弦量的相序三相交流電在相位上的先后次序稱為相序。 上述的三相電源的相序?yàn)?/p>

3、ABC。在電力系統(tǒng)中一般用黃、綠、紅 區(qū)別A、B、C 三相。UmUm t02uAuCuB4、正弦量的相序三相交流電在相位上的先后次序稱為相序。 二、三相電源的聯(lián)接1、星形聯(lián)接N中點(diǎn)或零點(diǎn)N 把發(fā)電機(jī)三相繞組的末端 接成一點(diǎn)。而把始端 作為與外電路相聯(lián)接的端點(diǎn)。 這種聯(lián)接方式稱為電源的星形聯(lián)結(jié)?；鹁€中線或零線火線火線線電壓相電壓目前，我國供電系統(tǒng)線電壓 380V，相電壓220V。 三相四線制二、三相電源的聯(lián)接N中點(diǎn)N 架空線路 我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電力網(wǎng)額定電壓有3、6、10、35、60、110、220、330、500kV。架空線路電力線路防震錘導(dǎo)線避雷線絕緣子桿塔線夾基礎(chǔ)接地裝置電纜線路目前我國

4、主要有：華東、華南、華中、華北、東北、西南、西北七大電力網(wǎng)。架空線路 我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電力網(wǎng)額定電壓有N中點(diǎn)或零點(diǎn)N火線中線或零線火線火線線電壓相電壓根據(jù)KVL：N中點(diǎn)N火線中線或零線火線火線線電壓相電壓根據(jù)KVL：各線電壓與相電壓之間的關(guān)系為:三相電源各電壓間的相量關(guān)系UAUCUB30o30o30o 線電壓的有效值用 表示, 相電壓的有效值用Up表示。 由相量圖可知它們的關(guān)系為:各線電壓與相電壓之間的關(guān)系為:三相電源各電壓間的相量關(guān)系UA2. 形聯(lián)結(jié) 發(fā)電機(jī)三相繞組依次首尾相聯(lián)，引出三條線，稱為三角形聯(lián)結(jié)。2. 形聯(lián)結(jié) 發(fā)電機(jī)三相繞組依次首尾相聯(lián)，引交流電路中的用電設(shè)備，大體可分為兩類：

5、一類是需要接在三相電源上才能正常工作的叫做三相負(fù)載,如果每相負(fù)載的阻抗值和阻抗角完全相等，則為對稱負(fù)載，如三相電動機(jī)。 另一類是只需接單相電源的負(fù)載，它們可以按照需要接在三相電源的任意一相相電壓或線電壓上。對于電源來說它們也組成三相負(fù)載，但各相的復(fù)阻抗一般不相等，所以不是三相對稱負(fù)載。如照明燈。三、三相負(fù)載的聯(lián)接交流電路中的用電設(shè)備，大體可分為兩類：三、三相負(fù)載的聯(lián)接1. Y 形聯(lián)結(jié)iBiCiNiAN負(fù)載中電流:(略線路阻抗) 中性線中的電流為:若負(fù)載對稱，即UAUCUBICIAIB對稱負(fù)載相量圖對稱負(fù)載可以去掉中線。三相交流電動機(jī)N1. Y 形聯(lián)結(jié)iBiCiNiAN負(fù)載中電流: 中性線中 如

6、果三相負(fù)載對稱, 中線中無電流, 故可將中線除去, 而成為三相三線制系統(tǒng)。 但是如果三相負(fù)載不對稱, 中線上就會有電流IN通過, 此時中線是不能被除去的, 否則會造成負(fù)載上三相電壓嚴(yán)重不對稱, 使用電設(shè)備不能正常工作。 如果三相負(fù)載對稱, 中線中無電流, 故可將中 例1 圖中電源電壓對稱，線電壓U=380 V ，負(fù)載為 電燈組，每相電燈（額定電壓220V）負(fù)載的電阻400。試計(jì)算：求負(fù)載相電壓、相電流；(2) 如果A相斷開時，其他兩相負(fù)載相電壓、相電流；(3) 如果A短路時，其他兩相負(fù)載相電壓、相電流；(4) 如果采用了三相四線制，當(dāng)1相斷開、短路時其他兩相負(fù)載相電壓、相電流。iBiCiANN

7、 解：（1） 負(fù)載對稱時，可以不接中線，負(fù)載的相電壓與電 源 的相電壓相等（在額定電壓下工作）。 例1 圖中電源電壓對稱，線電壓U=380 V ，負(fù)載iBiCiANN(2) 如果A相斷開時，其他兩相負(fù)載相電壓、相電流；(3) 如果A短路時，其他兩相負(fù)載相電壓、相電流； 超過了的額定電壓，燈將被損壞。(4) 如果采用了三相四線制，當(dāng)1相斷開、短路時其他兩相負(fù)載相電壓、相電流。 因有中線，其余兩相未受影響，電壓仍為220V。 但A相短路電流很大將熔斷器熔斷。中線的作用是什么？iBiCiANN(2) 如果A相斷開時，其他兩相負(fù)載相電 例 2 在如圖（a）所示的三相四線制電路中, 外加電壓UL=380

8、 V, 試求各相負(fù)載電流及中線電流。 解: 相電壓選為參考相量, 則:(a)ANCNBUCIAUBR1 4jXLj3R3 6j XCj 8ICIBR2 5IN電路圖UA 例 2 在如圖（a）所示的三相四線制電路中, 外中線電流為中線的作用: 中線在三相電路中的作用是既能為用戶提供兩種不同的電壓, 同時又為星形聯(lián)接的不對稱負(fù)載提供對稱的 220 V相電壓。 因此, 為了保證負(fù)載的相電壓對稱, 在中線的干線上是不準(zhǔn)接入熔斷器和開關(guān)的, 而且要用具有足夠機(jī)械強(qiáng)度的導(dǎo)線作中線。 ICIBINIAUBIBICUCUA36.997.153.1(b)相量圖中線電流為中線的作用:ICIBINIAUBIBI2、

9、負(fù)載的三角形聯(lián)接（ 形）若忽略端線阻抗（ZL=0）, 則電路具有以下關(guān)系。 iCABCiBiAiCAiBCiAB +uAB +uBC +uCA(2) 負(fù)載線、相電流之間的關(guān)系線、相電壓對應(yīng)相等(1) 負(fù)載線、相電壓之間的關(guān)系各相負(fù)載相電流分別為各相負(fù)載的電壓與電流相位差分別為:iABiABiCAiBCiABiCAiBCiABiCAiBCiAB2、負(fù)載的三角形聯(lián)接（ 形）若忽略端線阻抗（ZL=0）, (2) 負(fù)載線、相電流之間的關(guān)系 根據(jù)KCL，負(fù)載線、相電流之間的關(guān)系為若負(fù)載對稱，即和 則負(fù)載相電流也是對稱的，即IAIBICICAIABIBCUABUCAUBCiCABCiBiCAiBCiAB +uAB +uBC +uCA(2) 負(fù)載線、相電流之間的關(guān)系 根據(jù)KCL由上述可知, 在負(fù)載為三角形聯(lián)接時, 相電壓對稱。 若某一相負(fù)載斷開, 并不影響其他兩相的工作。 相量圖(3)各線電流由兩相鄰相電流決定。在對稱條件下，線電流是相電流的 倍，即， 且滯后于相應(yīng)的相電流30 度。 由上述可知, 在負(fù)載為三角形聯(lián)接時, 相電壓對稱。 若某一相 例 4 如圖 所示的三相三線制電路中, 各相負(fù)載的復(fù)阻抗Z=(6+j8) , 外加線電壓380V,試求正常工作時負(fù)載的相電流和線電流。 iBiCiA式中, 每相阻抗為：則線電流為：解：由于是對稱電路, 所以 每相相電流為： 例 4 如