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1、第3章 三相交流电路及安全用电知识,3.1 三相电源 3.2 三相电路中负载的连接方式 3.3 三相电路的电功率及安全用电知识,本章内容,了解对称三相交流电的概念； 了解三相电路中相、线电压及相、线电流的概念； 了解三相电路中中线电流的概念； 了解相、线电压及相、线电流之间的数量关系； 掌握对称三相电路特点及对称三相电路的分析方法； 了解中线的作用； 了解安全用电的常识。,本章基本要求,第3章 三相交流电路及安全用电知识,3.1 三相电源,3.1.1 对称三相交流电的产生,三相绕组,单相绕组,A、B、C 三端称为首端； X、Y、Z 三端称为尾端 ； 三相绕组空间位置各差120o。,交流发电机示
2、意图,定子内放三个绕组,3.1.1 对称三相交流电的产生,对称三相交流电压：发电机由原动机拖动转子匀速旋转，三相绕组中感应电压的最大值相等，角频率相同，相位上互差120，称为对称三相交流电压。,(1) 三相感应电压的解析式,0,120,120,120,(3) 相量图,(2) 波形图,3.1.1 对称三相交流电的产生,(4) 对称三相电源的特点,(5)对称三相电源的相序,相序：指三相交流电达到最大值（或零值）的顺序,正序(顺序)：ABC,负序(逆序)：CBA,在电力系统中一般用黄、绿、红 区别A、B、C 三相。,3.1.1 对称三相交流电的产生,N,火线,中线或零线,火线,火线,中点 或零点,相
3、电压,线电压,L1,L2,L3,电源的星形连接：将三相电源各相的末端 X、Y、Z连成一点N ，把始端 A,B,C 引出来，这种连接形式称为三相电源的星形联接，用Y表示 。,3.1.2 星形（Y）连接的三相电源,名词解释,火线：从三相电源的始端A、B、C引出的导线，也称端线。 零线：从中点N引出的导线，也称为中线。 相电压：火线与零线间的电压。用 、UP表示。 线电压：火线与火线间的电压。用 、Ul表示。 三相四线制：三相电源向外引出三条火线，一条零线。 三相三线制 ：若不引出零线，用三条火线向外供电。 目前，我国供电系统线电压 380V，相电压220V。,3.1.2 星形（Y）连接的三相电源,
4、3.1.2 星形（Y）连接的三相电源,相量图,各线电压与相电压之间的关系,由相量图可得,结论：三相电源星形连接，线电压 ，且超前相应 的相电压30。,3.1.3 三角形（）连接的三相电源,电源的三角形连接：将三相电源各相的始端和末端依次相连，引出三条线，称为三角形接法，用表示 。,线电压就是相电压，即：,思考与练习,1.如果给你一只试电笔或者一个量程为400V以上的交流电压表，你能用这些器件确定三相四线制供电线路中的火线和零线吗？应该怎样做？ 2.三相供电线路的电压是380V，则线电压是多少？相电压又是多少？ 3.三相电源绕组星接，设其中某两相间的电压 V，试写出其余两个线电压和三个相电压的解
5、析式。 4.三相电源绕组连接成星形，已知三相绕组的感应电压对称。实际测量的结果UAB=380V,UBC=UCA=220V,UA=UB=UC=220V。问线路连接上出现了什么问题？ 5.三相绕组角接，不慎将一相绕组的首尾端接反，会产生什么后果？为什么？ 6.试述三相四线制供电的优越性。,3.2 三相电路中负载的连接方式,三相负载：需要接在三相电源上才能正常工作的负载，由三部分组成，其中每一部分叫做单相负载。 对称三相负载：每相负载的阻抗值和阻抗角完全相等，如三相电动机。 不对称三相负载： 不满足每相负载的阻抗值和阻抗角完全相等，如由单相负载组成的三相负载。 三相负载的连接方式：有 Y和 两种接法
6、，至于采用哪种方法 ，要根据负载的额定电压和电源电压确定。,3.2 三相电路中负载的连接方式,负载 ：分为三相负载和单相负载两类 。 三相负载：需要接在三相电源上才能正常工作的负载，由 三部分组成，其中每一部分叫做一（单）相负载。 对称三相负载：每相负载的阻抗值和阻抗角完全相等。 三相负载的连接方式：有 Y和 两种接法，至于采用哪种 方法 ，要根据负载的额定电压和电源电压确定。,3.2.1 负载星形连接的三相电路,结论：星形连接时，线电流等于相电流，即 。,3.2.1 负载星形连接的三相电路,(1)对称接三相负载,负载中电流: 中性线中的电流为: 负载对称时， 对称负载可以去掉中线，此供电方式
7、称为三相三线制。,3.2.1 负载星形连接的三相电路,图3-8 三相四线制与三相三线制接线,（a）,（b）,（c）,三相电路的一般画法,中线上不能加 刀闸和保险丝,3.2.1 负载星形连接的三相电路,【例题3.1】 在图3-8(a)所示电路中，已知电源线电压为380V，A、B、C三相各装“220V、40W”白炽灯50盏。求三相灯负载全部使用时的各相电流及中线电流。,【解】 对称三相接电路的分析可以归结为一相电路来分析,各相负载电阻为：,各相负载电流为：,三相负载对称 时：,IN=IA+IB+IC=0,各相电压有效值为：,3.2.1 负载星形连接的三相电路,（2）不对称接三相负载,【例3.2】
8、图3-9所示照明电路，电源线电压与负载参数和例3.1相同。假设A相灯全部打开，B相没有用电，而C相仅开了25盏灯。试分析：有中线；中线断开两种情况下，各相负载上实际承受的电压分别为多少？,图3-9 例3.2照明线路示意图,3.2.1 负载星形连接的三相电路,【解】 由于星接三相负载不对称，各相负载应该分开计算。,由题意可得：,有中线时，无论负载是否对称，各相负载相电压都为220V。 无中线且B相断开时，A、C两相构成串联，有：,超过了的额定电压，灯将被损坏。,低于额定电压，灯变暗。,结论：不对称三相电路中，中线不允许断开！为保证中线不断开，要求中线采用机械强度较高的导线，并规定中线上不得安装熔
9、断器和开关。,3.2.2 负载三角形连接的三相电路,负载接的三相电路图,负载接时的电流相量图,特点：,相电流: 流过每相负载的电流 、 、,线电流: 流过端线的电流,三相负载对称时,3.2.2 负载三角形连接的三相电路,3.2.2 负载三角形连接的三相电路,【例3.3】 某三相电路，已知各相等效电阻R=6，感抗XL=8,试求下列两种情况下三相用电器的相电流和线电流，并比较所得结果。用电器的三相绕组连结成星形接于UL=380V三相电源上；绕组连接成三角形接于UL=220V的三相电源上。,【解】 负载接时：,负载接时：,此例表明，若实用中三相用电器额定电压标为220/380V，说明当电源线电压为2
10、20V时，三相用电器应该连接成三角形；当电源线电压为380V时，三相用电器应该连接成星形。,3.2.2 负载三角形连接的三相电路,【例3.4】 三相对称负载，各相等效电阻R=12,感抗XL=16,接在线电压为380V的三相四线制电源上。试分别计算负载接和接时的相电流、线电流，并比较结果。,【解】负载接时：,负载接时：,比较结果可知，同一三相负载，在电源线电压相同时，作三角形连接时的负载端电压是做星接时的负载端电压的 倍。,3.2.3 实用中三相负载的正确连接,三相负载采用何种联接方式由负载的额定电压决定： 当负载额定电压等于电源线电压时采用三角形联接； 当负载额定电压等于电源相电压时采用星形联
11、接。,三角 形联 接,1.某设备采用三相三线制供电，当因故断掉一相时，能否认为成两相供电了？ 2.有三根额定电压为220V、功率为1kW的电热丝，与380V的三相电源相连接时，它们应采用那一种连接方式？ 3.何谓对称三相交流电？ 4.安装照明负载时，为什么一定要求火线进开关？ 5.一般情况下，当人手触及中线时会不会触电？,思考与练习,3.3 三相电路的电功率及安全用电知识,3.3.1 三相电路的功率,不论负载联接方式如何，总的功率必定等于三相功率之和：,若三相负载对称，三相总功率是各相功率的三倍，即,3.3.1 三相电路的功率,【例3.5】 一台三相异步电动机，铭牌上额定电压是220/380V
12、，接线是/接，额定电流是11.2/6.48A，cos=0.84。试分别求出电源线电压为380V和220V时，输入电动机的电功率。,【解】UL=380V时，按名牌规定电动机定子绕组应接：,UL=220V时，按名牌规定电动机定子绕组应该接：,3.3.2 发配电简介,电力系统：由发电、输电和配电系统组成。,发电,变电升压,变电降压,配电和用电,输电,3.3.2 发配电简介,(1)发电方式 火力发电：以汽轮机作为原动机带动发电机运转发电。 水力发电：以水轮机作为原动机，需要丰富水利资源。 原子能发电：是以原子反应堆代替燃煤锅炉，以少量的“原子燃料”代替了大量的燃煤。 还有风力发电厂、潮汐电站及太阳能发
13、电等。 (2)发电机电压 通常是6.3kV、10.5kV 、 13.8kV和15.75kV。 (3)输电电压 通常是10kV、35kV、110kV、220kV、330kV和500kV等多个等级。 (4)工厂配电 要求安全、可靠、优质、经济。,3.3.3 安全用电技术,接零保护：将电气设备的外壳可靠地接到零线上。 保护接地：将电气设备的金属外壳接地。,思考与练习,1.何谓三相负载、单相负载和单相负载的三项连接？三相用电 器有三根电源线接到电源的三根火线上，称为三相负载；电灯 有两根电源线，为什么不称为两相负载，而称为单相负载？ 2.三相交流电器铭牌上标示的功率是指额定的输入电功率吗？ 3.三相四线制照明电路中，设A相接4盏“220V、25W”的白炽灯， B相接3盏“220V、100W”的白炽灯，C相中没有负载，这时接通的 白炽灯灯泡都能正常发光。如果不慎中线断开了，这两组灯泡 是否还能正常发光？会出现什么现象？试通过分析计算来说明。 4.三相照明电路的功率应如何测量？画出三相功率测量的电路 连接图。三相动力电路的功率如何测量？画出其功率测量的电 路接线图。,
