不對稱三相電路的分析

不對稱三相電路的分析第一頁，共二十二頁，2022年，8月28日三相電路不對稱的原因常見的不對稱三相電路是指三相負載不對稱，即ZA≠ZB≠ZC，或者YA≠YB≠YC。在電力系統(tǒng)中除三相電動機等對稱三相負載外，還有許多由單相負載組成的三相負載。人們盡可能把它們平均分配在各相上，但往往不能完全平衡，而且這些負載不都是同時運行的。當三相系統(tǒng)發(fā)生故障時也會引起不對稱。第二頁，共二十二頁，2022年，8月28日典型的不對稱三相電路(1)某相負載開路

（a）A相開路電路圖(b)相量圖如圖(a)所示的A相開路電路。則此時電路完全變成一個串聯(lián)的回路。兩相負載承受的電壓為BC線電壓的一半。由圖(b)中的相量圖可見中點位移的位置。這種現(xiàn)象對于負載用戶來說，電壓幅值減小了，一般不會對用戶的負載造成很大程度的損壞。

第三頁，共二十二頁，2022年，8月28日典型的不對稱三相電路(2)某相負載短路

(a)

A相短路電路(b)相量圖

如圖(a)所示為A相短路電路。此時兩個中點NN'

直接被一相電壓連起來，造成另外兩相的負載直接承受線電壓幅值。由圖(b)中的相量圖可見，中點位移直接接到三角形的頂點。這種情況往往會造成負載在很大程度上損失。為避免出現(xiàn)上述不對稱情況，需采取必要的措施，使電力系統(tǒng)的安全運行有充分的保障。

第四頁，共二十二頁，2022年，8月28日不對稱星形連接的三相電路UA-+YAUB-+YBUC-+YCSBACNN’IAIBICINZN（YA++YBYC）UN'NYAYBYC++UAUBUC=典型的不對稱三相電路(3)第五頁，共二十二頁，2022年，8月28日不對稱星形負載的相電壓(S斷開)開關S斷開時，由節(jié)點電壓法分析可知：

各相電壓為UAN'=UA－UN'NUBN'=UB－UN'NUCN'=UC－UN'N++YAUN'N=YBYC++YAYBYCUAUBUC≠0第六頁，共二十二頁，2022年，8月28日UA-+YAUB-+YBUC-+YCSBACNN’IAIBICINZN各相電壓為UAN'=UA－UN'NUBN'=UB－UN'NUCN'=UC－UN'NUAN'ZAUBN'ZBUCN'ZC第七頁，共二十二頁，2022年，8月28日不對稱星形連接負載的相量圖NN'UAUBUCUN'NUAN'UBN'UCN'中性點位移第八頁，共二十二頁，2022年，8月28日UA-+YAUB-+YBUC-+YCSBACNN’IAIBICINZN中線電流為IN=IA+IB+IC第九頁，共二十二頁，2022年，8月28日結論負載不對稱而又沒有中線時，負載的相電壓就不對稱。當負載的相電壓不對稱時，勢必引起有的相的電壓過高，高于負載的額定電壓；有的相的電壓過低，低于負載的額定電壓。這都是不容許的。三相負載的相電壓必須對稱。第十頁，共二十二頁，2022年，8月28日例2求負載相電壓、負載電流及中線電流。IN負載為電燈組，在額定電壓下其電阻分別為RA=5Ω，RB=10Ω，RC=20Ω。（燈泡的額定電壓為220V）第十一頁，共二十二頁，2022年，8月28日例2求負載相電壓、負載電流及中線電流。解：在負載不對稱而有中線的情況下，負載相電壓和電源相電壓相等，也是對稱的，其有效值為220V。IN第十二頁，共二十二頁，2022年，8月28日例2求解過程各相電流為：IA=UA/RA=2200。/5=440。A

IB=UB/RB=220-120。/10=22-120。A

IC=UC/RC=220120。/20=11120。A

中線電流為:

IN=IA+IB

+IC=440。+22-120。+11120。=27.5-j9.45=29.1-19。A第十三頁，共二十二頁，2022年，8月28日在上例中如果（1）A相短路而有中線時；（2）A相短路而中線又斷開時。第十四頁，共二十二頁，2022年，8月28日分析過程（1）A相短路而有中線時；解：（1）此時A相短路電流很大，將A相中的熔斷器熔斷，而B相和C相未受影響，其相電壓仍為220V。第十五頁，共二十二頁，2022年，8月28日分析過程（2）A相短路而中線又斷開時。（2）此時負載中點N’即為A，因此負載各相電壓為：UAR=0UBA

=380VUCA

=380V可見，B、C兩相電壓都超過電燈額定電壓，這是不容許的。第十六頁，共二十二頁，2022年，8月28日中線的作用中線的作用就在于使星形連接的不對稱負載的相電壓對稱。為了保證負載的相電壓對稱，就不應讓中線斷開。因此，為防止誤動作，規(guī)定中線內(nèi)不允許接入熔斷器或閘刀開關。第十七頁，共二十二頁，2022年，8月28日應用：三相電路接零保護系統(tǒng)三相電路系統(tǒng)的用電安全－保護接零

(a)工作零線兼作保護零線圖(a)為一般的接零保護，以工作零線兼作保護零線。工作原理：在當電路的某相帶電部分觸及設備外殼時，通過外殼形成該相對零線的單相短路（稱碰殼短路），此時，短路電流很大可以使線路上保護裝置迅速動作，切斷電源。

UA-+．UC-+．R1R2ABCNUB-+．第十八頁，共二十二頁，2022年，8月28日UC-+．R1R2ABCNUB-+．UA-+．三相電路系統(tǒng)的用電安全－保護接零

(b)

重復接地保護圖（b）為重復接地保護，在進入用戶端，一處或多處通過接地裝置再次與大地連接，接地電阻R2很小。該裝置除可以起到圖(a)的保護作用之外，還可以使在零線斷線、相線零線接錯時所產(chǎn)生的危險能夠快速反應而斷電保護。

第十九頁，共二十二頁，2022年，8月28日UC-+．R1R2ABCNUB-+．

(c)專用保護線三相電路系統(tǒng)的用電安全－保護接零

圖（c）為專用保護線。從電源的中性點處直接接出一根專用保護線到用戶。它是目前國際上流行的三相電路保護系統(tǒng)，稱為三相五線制保護系統(tǒng)。我國也開始逐漸采用這種三相五線制。不過多數(shù)情況下仍然采用圖(a)或圖(b)的方法。UA-+．第二十頁，共二十二頁，2022年，8月28日三相電路小結1三相電源的兩種聯(lián)接方法：1.星形接法：UL=3UP，且線電壓比相應相電壓超前300。2.三角形接法：UL=UP。三相負載的兩種聯(lián)接方法：1.星形接法：UL=3UP，在相位上，線電壓比相應相電壓超前300；IL=IP。2.