負(fù)載星形連接三相電路

電工電子技術(shù)主 講：馮澤虎項目三：三相電路負(fù)載星形連接的三相電路明確任務(wù)：電路負(fù)載星形聯(lián)接時的分析知識準(zhǔn)備：三相負(fù)載的星形接法操作訓(xùn)練：三相正弦交流電路負(fù)載星形聯(lián)接分析知識深化：相電壓和相電流之間的關(guān)系歸納總結(jié)一、明確任務(wù)（一）電路負(fù)載星形聯(lián)接時的分析1.三相正弦交流電路分析由三相電源供電的電路稱為三相電路。三相負(fù)載是由三個單相負(fù)載按照一定的規(guī)律連接組合起來的。三相負(fù)載一般可以分為兩類：一類是三相對稱負(fù)載（如三相交流電動機(jī)）：其特征是每相負(fù)載的阻抗相等（阻抗模相等且阻抗角相等）即ZU

ZV

ZW

Z

Z一、明確任務(wù)（一）電路負(fù)載星形聯(lián)接時的分析1.三相正弦交流電路分析另一類是三相不對稱負(fù)載(電燈、家用電器等）：是指三相負(fù)載的阻抗不相等（阻抗模不相等或阻抗角不相等）。二、三相負(fù)載的星形接法,三相負(fù)載的星形聯(lián)接：將每相負(fù)載始端和末端區(qū)分開來，把三個末端連在一起，形成一個點，稱為負(fù)載的中性點，用表示N。而將三個始端分別接到三相電源的相線上圖2-1三相負(fù)載的星形接法二、三相負(fù)載的星形接法（一）負(fù)載星形聯(lián)接時的分析1．相電壓與線電壓的關(guān)系無論負(fù)載對稱與否，負(fù)載上的相電壓、線電壓等于電源的相電壓、線電壓。因而U

L

3U

P其中，UL

是線電流有效值，UP

為相電流有效值。二、三相負(fù)載的星形接法（一）負(fù)載星形聯(lián)接時的分析2．相電流與線電流的關(guān)系負(fù)載的相電流等于相應(yīng)的線電流I

L

I

P其中，IL

是線電流有效值，IP

為相電流有效值。圖2-8三相負(fù)載星形接法的分析（一）負(fù)載星形聯(lián)接時的分析3．相電壓和相電流之間的關(guān)系以相電壓幅值UU為參考相量，則各相電源電壓的相量可以寫成以下形式（有效值為UP）二、三相負(fù)載的星形接法0U

U

P

U

00

U

0U0

0V

PV

U

(120 )

U

(120

)U

UW

240

U

1200

0PUW若負(fù)載對稱：因此每相負(fù)載的大小及阻抗角都相同，即ZU

ZV

ZW

Z

Z（一）負(fù)載星形聯(lián)接時的分析3．相電壓和相電流之間的關(guān)系各相負(fù)載兩端的電壓等于相應(yīng)的電源相電壓，因此各相電流相量為二、三相負(fù)載的星形接法ZUZ

IU

Z

(0

Z

)

I

P

ZZ0U

P

0

U0PU

U0ZVZU

P

(120

)

U0PU

VIV

Z

(120

Z

)

I

P

Z

120Z

0ZWU

P

120

U0PUWIW

Z

(120

Z

)

I

P

Z

120ZZ

由此可見，在負(fù)載對稱的情況下，每相負(fù)載上電流的大?。ㄓ行е担┫嗤?，相位彼此相差1200，即相電流也是對稱的。因而，只需求出一個相電流，其余推出即可。若負(fù)載不對稱時，各相需單獨計算。（一）負(fù)載星形聯(lián)接時的分析4.中性線上的電流中性線上的電流是三相電流之和，即二、三相負(fù)載的星形接法IN

I

I

IU

V

W當(dāng)三相電路對稱時，三個相電流也是對稱的，所以中性線上的電流為零，即

IU

IV

IW

0I

N上式說明中性線在對稱電路中不起作用，即使去掉中性線，也不會影響電路

的正常工作。所以，三相負(fù)載對稱的電路也可以采用三相三線制的聯(lián)結(jié)方式。若負(fù)載不對稱時，不能采用三相三線制三相正弦交流電路負(fù)載星形聯(lián)接分析例題：照明負(fù)載星形如圖所示接于線電壓為380V的三相電源上。燈泡的額定電壓為220V。求：（1）若一樓全部斷開，二、三樓仍然接通，兩層樓燈的數(shù)量相等。分析中線斷開前后的情況如何?（2）若一樓斷開，二、三樓接通。但兩層樓燈的數(shù)量不等（設(shè)二樓燈的數(shù)量為三層的/4）中線斷開前后結(jié)果如何？（3）根據(jù)以上分析，照明電路能否采用三相三線制供電方式？三、操作訓(xùn)練UVWN..

..

.

.

.

.—二三層層層三相正弦交流電路負(fù)載星形聯(lián)接分析解：（1）若一樓全部斷開，二、三樓仍然接通。兩層樓燈的數(shù)量相等。若中線尚未斷開，則二、三樓工作狀態(tài)不變。照明不受影響。若中線斷開，U相斷開后，V、W兩相串連，線電壓

UVW

（380V）加在V、W負(fù)載上。如果兩相負(fù)載對稱，則每相負(fù)載上的電壓為190V。低于燈泡的額定電壓。結(jié)果為二、三樓電燈全部變暗，不能正常工作。三、操作訓(xùn)練三相正弦交流電路負(fù)載星形聯(lián)接分析（2）若一樓斷開，二、三樓接通。但兩層樓燈的數(shù)量不等（設(shè)二樓燈的數(shù)量為三層的1/4

）時若中線尚未斷開，則二、三樓工作狀態(tài)不變。照明不受影響。若中線斷開，則三、操作訓(xùn)練380

76V51

R3U5R2U

4

380

304

V結(jié)果為二樓燈泡上的電壓超過額定電壓，燈泡被燒毀；三樓的燈不亮。UWVR2R3三相正弦交流電路負(fù)載星形聯(lián)接分析（3）根據(jù)以上分析，照明電路不能采用三相三線制供電方式。且中線上不能接開關(guān)和保險絲。中線的作用在于，使星形連接的不對稱負(fù)載得到相等

的相電壓。因為負(fù)載不對稱而又沒有中線時，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)載不能保證完全對稱，所以絕對不

能采用三相三相制供電，而且必須保證零線可靠。三、操作訓(xùn)練UW...一層樓二V層樓三層樓N四、知識深化相電壓和相電流之間的關(guān)系在實際電網(wǎng)中使用的三相電器在電網(wǎng)中也要接入單相負(fù)載，如單相電動機(jī)、單相照明負(fù)載等，單相負(fù)載采用三相電中引出一相的供電方式，考慮到使各相的負(fù)載平衡，各單相負(fù)載均以并聯(lián)方式接入電路，如大型居民樓的供電，可將所有單相負(fù)載平分為三組，分別接入U、V、W三相電路，如圖2-5所示。因此，大電網(wǎng)的三相負(fù)載可以認(rèn)為基本上是對稱的。在實際應(yīng)用中高壓輸電線都采用三相三線制。應(yīng)用以上的知識分析三相對稱交流電路時，因電源和負(fù)載都是對稱的，所以在計算過程中只要計算一相，另外兩相用對稱的理論就可以直接寫出來。五、歸納總結(jié)（1）三相負(fù)載星形連接時，無論負(fù)載對稱與否，負(fù)載上的相電壓、線電壓等于電源的相電壓、線電壓。因而：相電壓對