第3章 三相電路

3.1三相電壓3.2負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路3.3負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路3.3三相功率第3章

三相電路教學(xué)要求1.搞清對稱三相負(fù)載Y和△聯(lián)結(jié)時(shí)相線電壓、相線電流關(guān)系。2.掌握三相四線制供電系統(tǒng)中單相及三相負(fù)載的正確聯(lián)接方法，理解中線的作用。3.掌握對稱三相電路電壓、電流及功率的計(jì)算。3.1三相電壓三相交流電動(dòng)勢的產(chǎn)生???AXYCBZSN定子轉(zhuǎn)子

定子中放三相繞組：A

XB

YC

Z首端末端三繞組空間位各差120o＋－工作原理：動(dòng)磁生電當(dāng)轉(zhuǎn)子以角速度沿順時(shí)針方向勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，在各繞組中產(chǎn)生的電動(dòng)勢

???AXYCBZSN

＋－電動(dòng)勢的實(shí)際方向：右手定則判斷三個(gè)單相電動(dòng)勢特點(diǎn)：幅值相等，頻率相等電動(dòng)勢的正方向：末端→始端???AXYCBZSN

＋－2.三相電動(dòng)勢的表示式1)三角函數(shù)式三相電動(dòng)勢的特征：對稱電動(dòng)勢

幅值相等，頻率相同，相位互差120o。2)相量表示式及相互關(guān)系Em

相序：A→B→C順相序：A—B—C—A若用三個(gè)電壓源分別表示三相交流發(fā)電機(jī)三個(gè)繞組的電壓，并設(shè)其參考方向由始端指向末端

3.三相對稱電壓AXYZNBCeA+–eC+–eB+–+–+–+–

對稱三相電壓

1、星形接法（通常接法）

1）.連接方式三相四線制供電火線（相線）:ABC中線（零線）：N3.三相交流發(fā)電機(jī)繞組的連接

2）.三相交流發(fā)電機(jī)繞組星形接法的兩組電壓相電壓：火線對零線間的電壓。線電壓：火線間的電壓。注意規(guī)定的正方向線電壓和相電壓的關(guān)系：30

相電壓與線電壓相量關(guān)系如圖

通常低壓配電系統(tǒng)中：2、三角接法特點(diǎn)：線電壓=相電壓–++–+–A?XYZBC??短路+–E三個(gè)電源串接能否造成短路？直流電源行嗎？問題討論???+++---EEE直流電源串接不行，三相交流電源可以，為什么？–++–+–A?XYZBC??A?XYZBC??Em三相交流電源中三個(gè)電源可以串接的原因在于：

三個(gè)電源的電壓任何瞬間相加均為零。三相負(fù)載不對稱三相負(fù)載：不滿足ZA=ZB

=

ZC

如由單相負(fù)載組成的三相負(fù)載對稱三相負(fù)載：ZA=ZB=

ZC

如三相電動(dòng)機(jī)1.三相負(fù)載分類單相負(fù)載：只需一相電源供電

照明負(fù)載、家用電器負(fù)載三相負(fù)載：需三相電源同時(shí)供電

三相電動(dòng)機(jī)等3.2負(fù)載星形聯(lián)接的三相電路星形接法ACB

NZZZ三角形接法ACBZZZ???三相負(fù)載的兩種連接：三相負(fù)載連接原則

（1）電源提供的電壓=負(fù)載的額定電壓；

（2）單相負(fù)載盡量均衡地分配到三相電源上。AB電源C保險(xiǎn)絲三相四線制380/220伏N

額定相電壓為220伏的單相負(fù)載

額定線電壓為380伏的三相負(fù)載

相電流=線電流**電源相電壓=負(fù)載相電壓

2.負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路(1)聯(lián)結(jié)形式(2)負(fù)載Y聯(lián)結(jié)三相電路的計(jì)算①負(fù)載不對稱時(shí)，各相單獨(dú)計(jì)算。如：

中線電流

各電流相量關(guān)系②負(fù)載對稱時(shí)，只需計(jì)算一相。

如：結(jié)論：負(fù)載對稱，負(fù)載相電流對稱，僅算一相即可。負(fù)載對稱時(shí)問題及討論零線是否可以取消？答：三相完全對稱時(shí)，零線可以取消。稱為三相三線制。ACBZZZ(3)三相三線制供電時(shí)各相電流的計(jì)算AN'NCB求：各相電流。已知：每盞燈的額定值為:220V、100W用節(jié)點(diǎn)電壓法AN'NCBRRRRNN'ABC

每盞燈為220V、

100WRRRRNN'ABC、、代入R值得：例1已知：每相負(fù)載R=6歐姆，XL=8歐姆；電源電壓對稱，求：各相電流？N+++–––N

ZZZACB中性線電流解：已知：三相對稱N+++–––N

ZZZACB(1)線電流例2電源電壓對稱，其相電壓=220V；RA=5歐姆，RB=10歐姆，RC=20歐姆；求：負(fù)載相電壓，相電流，及中線電流。解：負(fù)載不對稱;但有中線時(shí)，負(fù)載相電壓=電源相電壓,因而三相電源對稱。N+++–––N

RARBRCACB(2)三相負(fù)載不對稱（RA=5

、RB=10

、RC=20

）

分別計(jì)算各線電流中性線電流在上例中，試分析下列情況

(1)A相短路:中性線未斷時(shí)，求各相負(fù)載電壓；中性線斷開時(shí)，求各相負(fù)載電壓。

(2)A相斷路:中性線未斷時(shí)，求各相負(fù)載電壓；中性線斷開時(shí)，求各相負(fù)載電壓。例3解:

(1)

A相短路1)中性線未斷

NRARCRBABNC此時(shí)A相短路電流很大，將A相熔斷絲熔斷，而

B相和C相未受影響，其相電壓仍為220V,正常工作。

此情況下，B相和C相的電燈組由于承受電壓上所加的電壓都超過額定電壓（220V)，這是不允許的。2)A相短路,中性線斷開時(shí),此時(shí)負(fù)載中性點(diǎn)N′即為A,因此負(fù)載各相電壓為

ABNCN′iAiCiB+++–––

(2)A相斷路2)中性線斷開

B、C相燈仍承受220V電壓,正常工作。1)中性線未斷變?yōu)閱蜗嚯娐罚鐖D(b)所示,由圖可求得IBCU′AU′B+––+(b)

NRARCRBABNC(a)結(jié)論1：負(fù)載不對稱而又沒有中線時(shí)，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。2：中線的作用在于，使星形連接的不對稱負(fù)載的相電壓對稱。應(yīng)用實(shí)例----照明電路ACB.........一層樓二層樓三層樓N正確接法:每層樓的燈相互并聯(lián),然后分別接至各相電壓上。設(shè)電源電壓為：則每盞燈上都可得到額定的工作電壓220V。討論照明電路能否采用三相三線制供電方式？ACB.........一層樓二層樓三層樓N不加零線會(huì)不會(huì)出現(xiàn)問題?設(shè)線電壓為380V。A相斷開后，B、C兩相串連，電壓UBC

（380V）加在B、C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。問題1：若一樓全部斷開，二、三樓仍然接通,

情況如何?ACB.........一層樓二層樓三層樓分析：結(jié)果二、三樓電燈全部變暗，不能正常工作。問題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

1/3）結(jié)果如何？結(jié)果：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。ACBR2R3分析零線上不能加刀閘和保險(xiǎn)ABC.........一層二層三層1: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。2:為了確保零線在運(yùn)行中不斷開，其上不允許接保險(xiǎn)絲也不允許接刀閘。3.3負(fù)載三角形聯(lián)接的三相電路ACB特點(diǎn)：負(fù)載相電壓=電源線電壓|ZCA||ZAB||ZBC|各電流的計(jì)算ACBZABZBCZCA相電流線電流ACBZABZBCZCA（1）負(fù)載不對稱時(shí)，先算出各相電流，然后計(jì)算線電流。（2）負(fù)載對稱時(shí)（ZAB=ZBC=ZCA=|Z|∠），各相電流有效值相等。有效值為：各相電流相位：ABCⅰ相電流對稱；120°30°ⅱ線電流對稱；

注意電路中規(guī)定的正方向負(fù)載對稱時(shí)：3.3三相功率三相總有功功率：

由負(fù)載性質(zhì)決定星形接法時(shí)：三角形接法時(shí)：

有功功率：無功功率：視在功率：在三相負(fù)載對稱的條件下，三相電路的功率：有一三相電動(dòng)機(jī),每相的等效電阻R=29,等效感抗XL=21.8,試求下列兩種情況下電動(dòng)機(jī)的相電流、線電流以及從電源輸入的功率，并比較所得的結(jié)果：

(1)繞組聯(lián)成星形接于UL

=380V的三相電源上;(2)繞組聯(lián)成三角形接于UL=220V的三相電源上。解:(1)例1(2)比較(1),(2)的結(jié)果:在三角形和星形兩種聯(lián)結(jié)法中,相電壓、相電流以及功率都未改變，僅三角形聯(lián)結(jié)情況下的線電流比星形聯(lián)結(jié)情況下的線電流增大倍。例2:各電阻負(fù)載的相電流由于三相負(fù)載對稱，所以只需計(jì)算一相，其它兩相可依據(jù)對稱性寫出。ABC線電壓Ul為380V的三相電源上，接有兩組對稱三相負(fù)載：一組是三角形聯(lián)結(jié)的電感性負(fù)載，每相阻抗;另一組是星形聯(lián)結(jié)的電阻性負(fù)載，每相電阻R=10,如圖所示。試求：各組負(fù)載的相電流；(2)電路線電流；(3)三相有功功率。設(shè)解：例2負(fù)載星形聯(lián)接時(shí)，其線電流為負(fù)載三角形聯(lián)解時(shí)，其相電流為(2)電路線電流一相電壓與電流的相量圖如圖所示一相電壓與電流的相量圖如圖所示(3)三相電路的有功功率-30o-67o-36.7o求：功率表W1、W2的讀數(shù)。例3電機(jī)ACB已知：電機(jī)的功率為2.5kW,