第四章三相交流電路

第四章三相交流電路一、三相交流電動勢二、三相電源的連接方式三、三相電路負(fù)載的連接第一節(jié)、三相交流電動勢

我們前面分析的都是單相交流電，但在生實(shí)際中，普遍使用的是三相交流電，它由三相發(fā)電機(jī)發(fā)出，并且由三相輸電系統(tǒng)輸送給用戶。用輸電線把三相交流電源和負(fù)載正確地連接起來就構(gòu)成了三相交流電路。三相交流電具有電能輸送方便、經(jīng)濟(jì)，三相功率比單相功率的波動性小等優(yōu)點(diǎn)。

我們把幅值相等，頻率相同，相位彼此互差120°的三相正弦交流電動勢，稱為對稱電動勢。第一節(jié)、三相交流電動勢

三相交流電路中一般是指電路中同時存在著三個最大值相等、頻率相同，相位彼此相差120°的正弦交流電動勢，每一個電動勢組成的那部分電路叫做一“相”

uA

=Umsinωt

uB

=Umsin(ωt

-120°)

uC

=Umsin(ωt

+120°)其中uA的初相為零，uB

滯后uA

120°,uC

滯后uB

120°，所以相序為A-B-C。三相交流電動勢的解析工式：2.波形圖在波形圖上，同一時刻三相電壓的瞬時值代數(shù)和為零由式還可得出相量的關(guān)系對稱三相電壓的相量圖可畫成圖(c)所示的等邊三角形三相電源中每相電壓達(dá)到最大值（或零值）的先后順序稱為相序，上述A相超前于B相，B相超前于C相的順序稱為正序，相反，如果B相超前于A相，C相超前于B相，這種相序稱為逆序。工程上一般采用正序，并用黃、綠、紅三色區(qū)分A、B、C三相。8.1.2

三相電源的聯(lián)結(jié)方法三相電源的聯(lián)結(jié)有星形（Y）和三角形（△）兩種方式。１．電源的星形聯(lián)結(jié)

圖是三相電源的Y形聯(lián)結(jié)方式。三相電源的星形聯(lián)結(jié)二、三相電源的連接方式下面介紹幾個電路名詞：中點(diǎn)：聯(lián)結(jié)三相繞組末端的節(jié)點(diǎn)N稱為中點(diǎn)。中線：從中點(diǎn)引出的輸電線稱為中線，又稱地線或零線。端線：從始端引出的輸電線稱為端線，俗稱火線。線電壓：端線之間的電壓，參考方向習(xí)慣上規(guī)定為由先行相到后續(xù)相，且習(xí)慣上用下標(biāo)字母的次序表示，分別記為uAB，uBC，uCA其有效值用Ul表示。相電壓：端線與中線之間的電壓，也常用下標(biāo)字母次序表示其參考方向，分別記為uAN，uBN、uCN，簡記為uA、uB，uC，其有效值用UP表示。有中線的三相交流電路稱為三相四線制電路，無中線的則稱為三相三線制電路。相量圖如圖（b)所示。三相電源的Ｙ形聯(lián)結(jié)供電時，有三相四線制和三相三線制。

三相電源的Y形聯(lián)結(jié)電源的星形連接相量圖從相量圖可以看出：線電壓和相壓間的數(shù)值關(guān)系可由等腰三角形中求得UV間線電壓：UUV=2×UU×COS30°=2×UU×二、

三相電源的△形聯(lián)結(jié)將三個電壓源的首、末端順次序相連，再從三個聯(lián)結(jié)點(diǎn)引出三根端線Ａ、Ｂ、Ｃ。這樣就構(gòu)成△形聯(lián)結(jié)，如圖

(a)所示。應(yīng)該指出，三相電源作三角形聯(lián)結(jié)時，要注意接線的正確性，當(dāng)三相電壓源聯(lián)結(jié)正確時，在三角形閉合回路中總的電壓為零，即：注意：三相電源接成三角形時，為保證聯(lián)結(jié)正確，可先把三個繞組接成一個開口三角形，經(jīng)一電壓表閉合，若電壓表讀數(shù)為零，說明聯(lián)結(jié)正確，可撤去電壓表將回路閉合。第三節(jié)三相電路中負(fù)載的連接一、星形聯(lián)接的負(fù)載星形Ｙ聯(lián)接的三相電路，可分為三相四線制（有中性線的），如圖所示和三相三線制（沒有中性線的）NAuAiAi0CaZaiCiBBuCuBbcZcZbN’ZZLLLN電路中每根相線中的電流叫做線電流，分別用IU、IVIW表示，由圖可知，負(fù)載作Y聯(lián)接時，第相負(fù)載中的電流（相電流）I也就是線電流IL。負(fù)載上的線電壓UL為相電壓的√3倍線電流I=相電流I

線電壓U=相電壓√3U

當(dāng)三相負(fù)載對稱時（即各相負(fù)載大小相等，阻抗角相等），在任何瞬間三個線電流的總和為零，也就是通過中線的電流為零。即然中性線上沒有電流，中線也就多余了，可以省去。例如三相電動機(jī)或三相電爐供電時，可以采用三相三線制供電。

但是我們常見的是三相四線制供電方式，這是因為除了對稱的三相負(fù)載外，還單相負(fù)載（如單相電動機(jī)，單相電爐和照明等）。使用時如各相負(fù)載不對稱，各相電流大小就不一樣，這就需要用中性作為各單相負(fù)載的公共回路線，所以中性線上就有電流，中性線的作用是在負(fù)載變動時能使各負(fù)載兩端的電壓很小的變動，且各相負(fù)載的相電壓基本保持對稱。在不對稱的三相供電系統(tǒng)中，中性線是非常重要的。不允許中性斷開，在中性線上不許接入熔斷器或開關(guān)，假如中性線斷開了，各相負(fù)載會造成三相電壓不對稱，有的相電壓顯著升高，有的相電壓降低，容易損壞電氣設(shè)備。中性線上有了電流，則其對地就有一定電壓，所以為了安全起見，常采取中性線接地，并在用戶負(fù)載處，將中性線再接地，稱為重復(fù)接地。二、三角開聯(lián)接的負(fù)載負(fù)載作為三角形聯(lián)接的三相電路，如圖所示;一般用于三相負(fù)載對稱的情況下，如繞組為三角形接法的電動機(jī)，三角形接法的三相電爐和變壓器原邊或副邊繞組的三角形接接。在三角形聯(lián)接的三相電路中，負(fù)載的相電壓=線路上的線電壓在三角形聯(lián)接的負(fù)載對稱時，三相負(fù)載中的線電流=相電流的√3倍。第四節(jié)、三相電路的功率三相電路中，三相負(fù)載的有功功率等于各相負(fù)載有功功率之和。即每相負(fù)載的功率當(dāng)三相負(fù)載對稱時，每相功率相同，則三相電路總的無功功率為各相無功功率之和每相無功功率為對稱三相負(fù)載三相電路的視在功率對稱三相電路例：有一三相電動機(jī)，每相繞組的等效電阻R=29歐，等效感抗體=21.8歐，求在下列情況下電動機(jī)的相電流，線電流以及電源輸入的功率，并比較所得結(jié)果。例：在對稱三相電路中，電源的線電壓U線=380V,三相負(fù)載為R相=6歐X相=8歐的感性負(fù)