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1、成都大学 工业制造学院,第 4 章 供 电 与 用 电,4.1 三相电源 4.2 三相负载 4.3 三相功率 4.4 电力系统 4.5 触电事故 4.6 触电防护 4.7 电器防火与防爆,目 录,1. 三相电动势的产生,在两磁极中间，放一个线圈，让线圈以的角速度顺时针旋转，线圈中产生感应电动势。,4.1 三相电源,返回,三相交流发电机的原理图,定子中放三个线圈：,三线圈空间位置 各差120o,转子装有磁极并以 的角速度旋转。三个线圈中便产生三个单相电动势。,三相交流发电机产生三相电动势,返回,三相电动势：,波形：,返回,相量表示法:,相量图:,三相电源:产生对称的三相电动势的电源。,三相电动势
2、的相量关系：,三相电动势的特征：,幅值相等，频率相同，相位互差120,相序: 三相电动势由超前相到滞后相的顺序。,返回,2、三相电源的星形联结（三个末端连在一起）,三相四线制:L1 L2 L3 （火线）加N （零线）,相电压（每相始端与末端Up）: U1 、U2 、U3,线电压（任意两始端间UL）: U12 、U23 、 U31,返回,（1）相电压与线电压的关系,相量图：,根据基尔霍夫电压定律：,返回,1、相电压对称: Up= U1= U2= U3 线电压也对称: UL= U12= U23= U31,结论:,(大小关系),U12超前U1 300 (相位关系),在日常生活与工农业生产中，多数用户
3、的电压等级为：,返回,（2）相电流与线电流的关系:,根据基尔霍夫电流定律:, 相电流和线电流都是对称的 Ip= Il 并且相位相同,结论：,返回,3、三相电源的三角形联结,注意:这种接法只有三相三线制,返回,将三相电源中每相绕组的首端依次与另一相绕组的末端连接，形成闭合回路。,（1）相电压与线电压的关系,有:,结论: 1、相电压和线电压都对称 2、Up= UL 且相位相同,返回,（2）相电流与线电流的关系:,根据基尔霍夫电流定律:,相量图:,返回,结论:,注意: 一般所说的三相电源电压、三相电源电流是指 线电压、线电流。,相量图:,返回,思考题1,见书p96：(1)、(2),返回,4.2 三相
4、负载,三相负载分为两种:,三相负载的连接方式有两种:,由三相电源供电的负载称为三相负载。,返回,每相负载首末端之间的电压,负载从供电线上取用的电流,每相负载中流过的电流,两相负载两始端之间的电压,无论采用哪种连接方法，都存在：,相电压：,线电压：,相电流：,线电流：,返回,注：三相负载为三相四线制时星形连接,1、三相负载的星形联结,返回,(1)线电压与相电压的关系,根据基尔霍夫电压定律:,若电源电压对称,负载的线电压和相电压是对称的,返回,3、当负载对称时: Z1=Z2=Z3,1、负载的线电压和相电压都对称,相量图:,结论:,4、三相对称电源+三相对称负载=三相对称电路,返回,(2)相电流与线
5、电流的关系,根据基尔霍夫电流定律:,若电源电流对称,负载的线电流和相电流也是对称的,返回,结论:,讨论:,一般中线（零线）可不要,必需有中线（零线）,若负载对称,相电流和线电流就对称,返回,2、三相负载的三角形联结,这种连接方法只能是三相三线制,返回,(1)相电压与线电压的关系,返回,(2)相电流与线电流的关系,根据基尔霍夫电流定律:,相量图:,返回,若负载对称 相电流和线电流对称,若负载不对称,由于电源电压对称,故负载的相电压对称,但相电流和线电流不对称。,结论：,IL滞后于与之对应的IP 300,返回, 三相负载采取那种联结方式 取决于电源电压和负载的额定电压,原则上应使负载的实际工作相电
6、压等于额定相电压。,如:某三相异步电动机,三相绕组的额定电压是220V, 若电源电压分别为380V和220V,应采取那种联结方式?,答:电源电压为380V: Y接 电源电压为220V: 接,说明：,若为单相多台负载，应尽量均匀地分布在三相上。,返回,思考题2,见书p101：(1)、(2),返回,4.3 三相功率,返回,思考题3,见书p102：(1)、(2)、(3),返回,三相交流电路的小结-三相电源,三相三线制,三相四线制,返回,三相交流电路的小结-三相负载,星形负载,三角形负载,返回,三相交流电路的小结-三相电路计算,负载形接法,负载Y形接法,返回,三相交流电路的小结-三相功率计算,三相总功
7、率：,负载对称时：,返回,4.4 电力系统,电力传输过程：,电力网额定电压等级为: 3KV、6KV、10KV、110KV、220KV、330KV、500KV,返回,楼 宇,发电厂分为： 水力发电、火力发电、原子能发电（核电站）、风力发电、沼气发电，还有磁流体发电、太阳能发电等。发电机的额定电压为10KV。,返回,发电厂,升压变压器： 输出电压等级为：110KV、220KV、500KV,变电所1（升压变压器）,110KV/5万千瓦,220KV/20-30万千瓦,500KV/100万千瓦,返回,高压传输线：,用电区高压为10KV和6KV，低压为380V和220V，引出若干条供电线到各用户配电箱供用
8、电设备使用。,返回,变电所2（降压变压器）,返回,工业企业配电,从输电线末端的变电所将电能分配给各工业企业和城市。,工业企业设有中央变电所和车间变电所： 中央变电所接受送来的电能，分配到各车间； 车间变电所或配电箱将电能分配给各用电设备。,从车间变电所或配电箱到用电设备的线路属于低压配电线路。,1. 放射式：,2. 树干式：,低压供电系统的连接方式：,特点：可靠性高、费用高,特点：可靠性低、费用低,返回,4.5 触电事故,返回,触电指人体接触带电体时，电流流经人体 造成的伤害。,电击: 电流通过人体内部,影响呼吸系统、 心脏和神经系统，造成人体内部组织的破坏乃至死亡。,电伤：电流的热效应、化学
9、效应、机械效应等对人体表面或外部造成的局部伤害。,根据伤害的性质可分为电击和电伤两种。,1.直接触电,触电事故分为:,2. 间接触电,是指人体接触到正常情况下不带电,仅在事故下才带电的部分而发生的触电事故。,返回,4.6 触电防护,1、安全电压,交流电压为50V 直流电压为120V,我国规定的工频安全电压额定值分别为: 42V、36V、24V、12V和6V,返回,常规环境下:,2、保护接地和保护接零,接地：,保护接地:为保证人身安全,防止间接触电,而将设备的外壳可导电金属部分接地。 保护接零：为保证人身安全,防止间接触电,而将设备的外壳可导电金属部分接到零线上。 工作接地:为保证电力设备和设备
10、达到正常工作要求而进行的接地。 如:电源中性点接地,防雷装置接地等。,返回,保护接地：,电源中性点不接地的三相三线制供电系统,电器设备的金属外壳接地。 保护接地,返回,保护接地：,电源中性点接地的三相四线制供电系统电器设备的金属外壳与地线相连。 称为保护接地,返回,保护接零：,电源中性点接地的三相四线制供电系统电器设备的金属外壳与零线相连。 保护接零,返回,4.7 静电防护,1、静电的形成：,途径： (1)摩擦起电 (2)破断起电 (3)感应起电,2、静电防护,方法: (1)限制静电的产生 (2)防止静电的积累 (3)控制危险的环境,返回,4.8 电气防火和防爆,电气设备使用不当 电气设备发生故障,合理选用电气设备防爆电器 保持电气设备正常运行 保持必要的安全距离 保持良好的通风 装备可靠的基地装置 采取完美的组织措施,2、预防措施:,1、主要原因:,返回,本 章 习 题,见书p112： 4.2.1，4.2.3，4.3.2,返回,第 4 章,结 束,
