第8講三相電路

第8講三相電路8-1

三相電源8-3

對稱三相電路的分析8-2

三相負載8-4

三相功率

三相電路是由三個頻率相同、振幅相同、相位彼此相差1200的正弦電動勢作為供電電源的電路。

三相電路的優(yōu)點：

（1）發(fā)電方面：比單項電源可提高功率50％；

（2）輸電方面：比單項輸電節(jié)省鋼材25％；

（3）配電方面：三相變壓器比單項變壓器經(jīng)濟且便于接入負載；

（4）運電設(shè)備：具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、運行可靠、維護方便等優(yōu)點。

以上優(yōu)點使三相電路在動力方面獲得了廣泛應(yīng)用，是目前電力系統(tǒng)采用的主要供電方式。事實上，電力系統(tǒng)所采用的供電方式絕大多數(shù)屬于三相制，日常用電是取自三相制中的一相。三相電路實際上是一種特殊的交流電路。正弦交流電路的分析方法對三相電路完全適用。由于三相電路的對稱性，可采用一相電路分析，以簡化計算。對稱三相電源：三個頻率相同、振幅相同、相位互差120°的正弦交流電源按一定方式聯(lián)接而成。NS

AZBXCYNS

AZBXCYNS

AZBXCY一、三相交流電動勢的產(chǎn)生AX×eeBY×eeCZ×ee(1)t=0時,A相繞組的感應(yīng)電動勢達到最大。(2)t=120o時,B相繞組的感應(yīng)電動勢達到最大。(3)t=240o時,C相繞組的感應(yīng)電動勢達到最大。8-1三相電源三相交流發(fā)電機結(jié)構(gòu)示意圖各相繞組中感應(yīng)電動勢的正方向

三相對稱電動勢uAAXuBBYuCCZt0Um–UmuAuBuC2

uA=UmsintuB=Umsin(t–120°)uC=Umsin(t–240°)

三相對稱電動勢的幅值相等,頻率相同,彼此間的相位差120°。相序A-B-C相量式相量圖120°UA?UC?UB?120°120°二.三相電源的連接1.Y連接+-++--NABC(1)相電壓相線對中點之間的電壓(2)線電壓任意兩相線之間的電壓(3)相電壓與線電壓之間的關(guān)系N中性點相線又稱端線，俗稱火線中性線有效值用表示UP有效值用表示Ul+-+--NABC三相電源的Y連接結(jié)論:(1)線電壓也對稱;(2)(3)線電壓超前先行相相電壓30度.30o30o30oUA?UB?UC?UAB?UB?–UBC?UC?–UCA?UA?–2.三角形連接+-+--ABC+(1)相電壓與線電壓相等;(2)內(nèi)部無環(huán)流.若有一相接反,則出現(xiàn)2倍相電壓.UA?UB?UC?-UA?+-+--+ABC8-2三相負載三相負載分為兩種:

對稱負載:

不對稱負載:三相負載的連接方式有兩種:1.星形聯(lián)結(jié)2.三角形聯(lián)結(jié)單相負載：只需一相電源供電（照明負載、家用電器）負載三相負載：需三相電源同時供電（三相電動機等）三相對稱電源+三相對稱負載=三相對稱電路不滿足Z1=Z2

=

Z3三相負載連接原則

（1）電源提供的電壓=負載的額定電壓；

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

額定相電壓為220伏的單相負載

額定線電壓為380伏的三相負載+UAB_·_UCA+·+UBC_·Z3Z2Z1ABCN+UAN_·_+·UBN+_·UCN·IAN·ICNIBN·IA·IN·IB·IC·三相負載為三相四線制時星形聯(lián)結(jié)。(一)三相負載的星形聯(lián)結(jié)1.線電壓與相電壓的關(guān)系UAB=UAN-UBN···根據(jù)KVL定律:若電源電壓和負載都對稱,則負載的線電壓和相電壓也是對稱的。+UAB_·_UCA+·+UBC_·Z3Z2Z1ABCN+UAN_·_+·UBN+_·UCN·IAN·ICNIBN·IA·IN·IB·IC·UBC=UBN-UCN···UCA=UCN-UAN···相量圖線電壓對稱(大小相等，相位互差120o)一般表示為：30o30o30o結(jié)論:負載的線電壓和相電壓都對稱。

Ul=√3UpUl超前于與之對應(yīng)的Up

3002.相電流與線電流的關(guān)系得出:+UAB_·_UCA+·+UBC_·Z3Z2Z1ABCN+UAN_·_+·UBN+_·UCN·IAN·ICNIBN·IA·IN·IB·IC·相電流：流過每相負載的電流線電流：流過端線的電流中線電流：流過中性線的電流◆結(jié)論:

若負載對稱,相電流和線電流就對稱。·∴Ip

=Il·Ip=Il相位相同。討論:一般中線可不要。必須有中線。1.負載對稱時,=02.負載不對稱時,≠0(二)三相負載的三角形聯(lián)結(jié)這種連接方法只能是三相三線制。+

UB_+UA_UAB=UBC=_UCA+=UC······Z1Z3Z2ABCIAIBIC···1.相電壓與線電壓的關(guān)系結(jié)論：⑴相電壓對稱、線電壓也對稱。⑵Up=Ul··+

UB_+UA_UAB=UBC=_UCA+=UC······Z1Z3Z2ABCIAIBIC···得出：2.相電流與線電流的關(guān)系由上圖可得各相電流：Z1Z3Z2ABCIAIBIC···相量圖:根據(jù)KCL定律求出線電流:IA?IB?ICA?IAB?IBC?IC?⑴若負載對稱，相電流和線電流對稱。⑵若負載不對稱,由于電源電壓對稱,故負載的相電壓對稱,但相電流和線電流不對稱。◆結(jié)論：Il滯后于與之對應(yīng)的Ip

30o。

Il=√3Ip既有(三)三相電路

三相電路就是由對稱三相電源和三相負載聯(lián)接起來所組成的系統(tǒng)。工程上根據(jù)實際需要可以組成：電源YY△負載電源△Y△負載當組成三相電路的電源和負載都對稱時，稱對稱三相電路。8-3對稱三相電路的計算對稱三相電路的充要條件(1)電源電壓對稱;(2)負載復數(shù)阻抗相等;(3)三根端線上的線路阻抗相等.一.對稱三相四線制的Y-Y系統(tǒng)二.對稱三相三線制系統(tǒng)三.較復雜的情況一.對稱三相四線制的Y-Y系統(tǒng)+-++--NABCA’N’B’C’+-++--NABCA’N’B’C’負載端的相電壓，線電壓歸為一相的計算方法+--NAA’N’選A相作為參考相:注意：中線阻抗不要記入.二.對稱三相三線制系統(tǒng)向三角形負載供電+-+--ABCA’B’C’1.將原電路化成Y-Y系統(tǒng)+-++--NABCA’N’B’C’2.繪出一相電路+--NAA’N’3.計算線電流+--NAA’N’4.原電流中的相電流例.如圖對稱三相電路，電源線電壓為380V，|Z1|=10

，cos

1

=0.6(滯后)，Z2=–j50

，ZN=1+j2

。求：線電流、相電流，并定性畫出相量圖(以A相為例)。+___++NACBZ1Z2ZNN'+_Z1Z2/3n"Z2/3Z2/3+_Z1根據(jù)對稱性，得B、C相的線電流、相電流：解：由此可以畫出相量圖：30o–53.1o–18.4o+_Z1這是變換后的Y形，要返回求Δ形的相電流。(1)將電源等效為Y型連接相電壓;(2)將三角型負載化為等效Y型負載;(3)將負載,電源的各中點,用無阻導線相接;(4)繪出一相的電路圖,圖中的電源為電源相電壓。計算其各電壓,電流（該電流為線電流）;(5)推算其他兩相的電量;(6)求變換之前電路中的電量.小結(jié):1.對稱三相電路的平均功率P三相總功率

P=3Pp=3UpIpcos

一相負載的功率UpIpcos

對稱三相電路平均功率：注意：

為相電壓與相電流的相位差角(阻抗角)，不要誤以為是線電壓與線電流的相位差。8-4三相電路的功率3.視在功率單相：瞬時功率脈動三相：瞬時功率恒定4.瞬時功率wtp03UpIp

cos

pwt0UIcos

2.無功功率Q=QA+QB+QC=3Qp

例1：有一個三相對稱負載，每相負載

R=29Ω，X=21.8Ω，且每相負載的額定電壓為

380V。

求:

1.有一個三相星接電源,電壓為

380V，負載應(yīng)如何聯(lián)結(jié)？畫出電路圖；

2.負載的相電流和線電流?

3.負載所消耗的功率?

4.電源的相電流及線電流？解：1.采取△形聯(lián)結(jié)ZZZ電源負載

Ip

Il上一節(jié)返回下一節(jié)下一頁上一頁2.Z=√R2+X2

=36.1Ω∴Ip=UPZ=38036.1A=10.5AIl=√3·Ip=18.2A=9800W3.P=3Up

Ip

cos

cos==0.8RZ上一節(jié)返回下一節(jié)下一頁上一頁ZZZ電源負載

Ip

Il4.ISl=Il=18.2AISP=ISl=18.2A求：(1)線電流和電源發(fā)出總功率；

解：例:Ul=380V,Z1=30+j40

,電動機PD=1700W,cosj=0.8(滯后)。(1)DABCZ1電動機ZD一相電路：電動機負載：總電流：又解：正誤判斷對稱負載Y聯(lián)結(jié)

+Z2Z3Z1N'N++–––對稱負載Y聯(lián)結(jié)

正誤判斷三相交流電路的小結(jié)（1）--三相電源三相三線制三相四線制ACBN三相電源一般都是對稱的，而且多用三相四線制接法。CABCAB三相交流電路的小結(jié)(2)--三相負載星形負載+UAB_·_UCA+·+UBC_·Z3Z2Z1ABCN+UAN_·_+·UBN+_·UCN·IA·ICIB·IA·IN·I