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1、第3章 三相电路,本章要求： 1. 掌握对称三相负载Y和联接时相线电压、相线电流关系。 2. 掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正确联接方法，理解中线的作用。 3. 掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。,3.1 三相电源,一、三相交流电源的产生,三相交流电源，是由三个频率相同、振幅相等、相位依次互差120的交流电势组成的电源。,三相交流发电机示意图,U2,V1,V2,W1,W2,U1,(尾端),+,eu,ev,ew,(首端),+,+,U2,V1,V2,W1,W2,U1,U2,V1,V2,W1,W2,U1,U2,V1,V2,W1,W2,U1,U2,V1,V2,W1,W2,U1,U2,V
2、1,V2,W1,W2,U1,定子,转子,工作原理：动磁生电,铁芯（作为导磁路径）,三相绕组,匝数相同,空间排列互差120,: 直流励磁的电磁铁,定子,转子,发电机结构,相量图,波形图,三相电动势瞬时表示式,相量表示式,对称三相电势的瞬时值之和为 0,三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。,最大值相等 频率相同 相位互差120,称为对称三相电势,三个正弦交流电动势满足以下特征,相序U1 V1W1称为正序或顺序；W1 V1U1称为负序或逆序。电力系统中通常采用正序。,二、三相电源的星形联接,1. 联接方式,中线(零线、地线),中性点,端线(相线、火线),在低压系统,中性点通常接地，所以也称地线。,
3、相电压：端线与中线间（发电机每相绕组）的电压,线电压：端线与端线间的电压,、Ul,L2,L2,L3,N,L2,L3,L1,Ul,Up,2.线电压与相电压的关系,根据KVL定律,由相量图可得,相量图,30,同理,三、三相电源的三角形联接,结论：电源联接时，线电压与相电压的大小相等并且相位相同。,关于接还要强调一点：首端末端要依次相连。,正确接法,错误接法,I =0 , 接电源中不会产生环流。,注意：,I 0 , 接电源中将会产生环流。,3.2 负载星形联结的三相电路,三相负载,不对称三相负载： 不满足 Z1 =Z2 = Z3 如由单相负载组成的三相负载,一、三相负载,分类,三相负载的联接 三相负
4、载也有 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。,L1,L2,电源,L3,保险丝,三相四线制 380/220伏,N,额定相电压为 220伏的单相负载,额定线电压为 380伏的三相负载,三相负载连接原则 1. 电源提供的电压=负载的额定电压； 2. 单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。,二、负载星形联接的三相电路,线电流：流过端线的电流,相电流：流过每相负载的电流,结论： 负载 Y联 接时，线电 流等于相电 流。,1. 联接形式,N 电源中性点,N负载中性点,2.负载Y 0联接三相电路的计算,1)负载端的线电压电源线电压 2)负载的相电压电源相电压,3)线电流相电
5、流,Y0 联接时：,4)中线电流,负载 Y 联接带中线时, 可将各相分别看作单相电路计算,负载对称时,中线无电流,可省掉中线。,3.对称负载Y0 联接三相电路的计算,负载对称时，三相电流也对称。,负载对称时，只 需计算一相电流，其它两相电流可 根据对称性直接 写出。,例1：,N,+,+,+,L1,L3,L2,例2：照明系统故障分析,在上例中，试分析下列情况 1. L1相短路: 中性线未断时，求各相负载电压； 中性线断开时，求各相负载电压。 2. L1相断路: 中性线未断时，求各相负载电压； 中性线断开时，求各相负载电压。,一、联接形式,3.3 负载三角形联结的三相电路,线电流: 流过端线的电流
6、,相电流: 流过每相负载的电流 、 、,Z12,Z23,Z31,L1,L3,L2,+,+,+,线电流不等于相电流,2. 相电流,1. 负载相电压=电源线电压,即: UP = Ul,一般电源线电压对称，因此不论负载是否对称，负载相电压始终对称, 即,二、分析计算,相电流：,线电流：,U12=U23=U31=Ul=UP,相量图,负载对称时, 相电流对称，即,3. 线电流,由相量图可求得,为此线电流也对称，即 。,线电流比相应的相电流 滞后30。,三相负载的联接原则,负载的额定电压 = 电源的线电压,负载的额定电压 = 电源线电压,应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与电源的联接方式无关。,三
7、相电动机绕组可以联接成星形，也可以联接成三 角形，而照明负载一般都联接成星形（具有中性线）。,3.4 三相功率的计算,无论负载为 Y 或联接，每相有功功率都应为 Pp= Up Ip cosp,对称负载 联接时：,同理,对称负载Y联接时：,相电压与相 电流的相位差,当负载对称时：P = 3Up Ipcosp,有一三相电动机, 每相的等效电阻R = 29, 等效 感抗XL=21.8, 试求下列两种情况下电动机的相电流、线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果： (1) 绕组联成星形接于Ul =380 V的三相电源上; (2) 绕组联成三角形接于Ul =220 V的三相电源上。,例1:,例2：,某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装40瓦 日光灯210盏(cos1=0.5)，60瓦白炽灯90盏(cos2=1), 它们的额定电压都是220V，由380V/220V的电网供电。试分配其负载并指出应如何接入电网。这种情况下,线路电流为多少？,解: 1. 该照明系统与电网连接图,例3：,某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼所有电灯都突然暗下来，而第一层楼电灯亮度不变，试问这是什么原因？这楼的电灯是如何联接的？同时发现，第三层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些，这又是什么原因？,解: 1. 本系统供电线路图,
