《电路第12章教材》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路第12章教材（68页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第12章 三相电路 三相电路12.1 线电压(电流)与相电压(电流)的关系12.2 对称三相电路的计算12.3 不对称三相电路的概念12.4 三相电路的功率12.5 首 页 本章内容 l重点 1.三相电路的基本概念 2.对称三相电路的分析 3.不对称三相电路的概念 4.三相电路的功率 返 回 三相电路是由三相电源、三相负载和三相输 电线路连接而成的电路。它是目前电力系统采 用的主要供电方式。 发电方面：比单项电源可提高功率50； 输电方面：比单项输电节省钢材25； 12.1 三相电路 l三相电路的优点 下 页上 页 配电方面：三相变压器比单项变压器经济且便 于接入负载； 用电设备：结构简单、成
2、本低、运行可靠、维 护方便。 返 回 l三相电路的特殊性 （1）特殊的电源 （2）特殊的负载 （3）特殊的连接 分析三相电路要注意其特殊性，采用特殊的求解方式 下 页上 页返 回 三相电源 三相负载 星接和角接 1.对称三相电源的产生 通常由三相同步发 电机产生，三相绕组在 空间互差120，当转子 以均匀角速度转动时 ，在三相绕组中产生感 应电压，从而形成对称 三相电源。 三相同步发电机示意图 三相电源是三个频率相同、幅值相同、相位互 差1200的正弦交流电源。 N S I A Z B X C Y 下 页上 页返 回 下 页上 页返 回 瞬时值表达式 波形图 A、B、C 始端， X、Y、Z为末
3、端。 u t uA uBuC o A + X uA B + Y uB C + Z uC 下 页上 页返 回 相量表示及相量图 120 120 120对称三相电源的特点 下 页上 页返 回 正序(顺序)：ABCA 负序(逆序)：ACBA A B C 相序的实际意义：控制电动机的旋转方向 以后如果不加说明，一般都认为是正相序。 D A B C 1 2 3 D A C B 1 2 3 正转反转 A B C 三相电源各相达到同一值)的先后顺序称相序。 对称三相电源的相序 三相电机 下 页上 页返 回 2. 三相电源的联接 X, Y, Z 接在一起的点称为三相电源的中性点， 用N表示。 （1）星形联接(
4、Y联接) + A N X + B Y + C Z + + + A B C N - 下 页上 页返 回 （2）三角形联接(联接) 三角形联接的对称三相电源没有中性点。 注意 + A X B Y C Z+ + + X + + C Y Z A B C 下 页上 页返 回 结论: 对称三相电源有星接和角接两种连接方式; 星接有中性点,角接没有中性点。 3. 三相负载及其联接 (1) 星形联接 称三相对称负载 三相电路的负载由三部分组成，其中每一部分 称为一相负载，三相负载也有二种联接方式。 A B C N ZA ZC ZB A B C N ZA ZC ZB 下 页上 页返 回 N称负载的中性 点 (2
5、) 三角形联接 A B C ZBC ZCA ZAB A B C ZBC ZCA ZAB 称三相对称负载 下 页上 页返 回 结论:三相负载有星接和角接两种连接方式;当 三相负载相等时称为对称三相负载. 4. 三相电路 三相电路就是由对称三相电源和三相负载联 接起来所组成的电路系统。工程上根据实际需要 可以组成： 电源Y Y 负载 电源 Y 负载 当电源和负载都对称时，称为对称三相电路。 注意 下 页上 页返 回 三相三线制 Y YY Z Z Z N + A N + B + C Z Z Z + A + B + C 三相三线制 下 页上 页返 回 三相四线制 YY 1. 名词介绍 + A N X
6、+ B Y + C Z + A X B Y C Z+ + 端线(火线)：始端A, B, C 三端引出线。 中线：Y接中性点N引出线， 连接无中线。 12.2 线电压(电流)与相电压(电流)的关系 下 页上 页返 回 相电压：每一相的电压。 线电压：端线之间的电压。 + A X B Y C Z+ + + A N X + B Y + C Z 线电流：流过端线的电流。 相电流：每一相的电流 下 页上 页返 回 A B C ZBC ZCA ZAB A B C N ZA ZC ZB 负载的相电压：每相负载上的电压 负载的线电压：负载端线间的电压。 负载线电流：流过端线的电流。 负载相电流：流过每相负载的
7、电流。 +- + - 下 页上 页返 回 Y联接 + A + B + C 2. 相电压和线电压的关系 下 页上 页返 回 N 可见：相电压对称，线电压也对称 b.线电压和相电压之间的关系： 线电压是相电压的根号3倍，超 前相电压30o角 一般表示为： 30 o 30o 30o 下 页上 页返 回 利用相量图得到 30 o 对Y联接线电压和相电压的关系 所谓的“对应”：相电压与线电压的 第一个下标字母标对应。 (1) 相电压对称，则线电压也对称 (3) 线电压相位领先对应相电压30o。 结论 下 页上 页返 回 联接 线电压等于对应的相电压 以上关于线电压和相电压的关系也适 用于对称星型负载和三
8、角型负载。 注意 + A X B Y C Z+ + 下 页上 页返 回 联接电源始端末端要依次相连。否则出现环流 正确接法 错误接法 I =0 电源中不会产生环流 I 0 电源中将会产生环流 下 页上 页返 回 2.线电流和相电流的关系 Y联接时，线电流等于相电流。 Z Z Z N + N + + Y联接 结论 下 页上 页返 回 A B C Z Z Z 若相电流对 称则线电流 也对称 联接 结论 (3)线电流相位滞后对应相电流30o。 接电路线电流和相电流的关系： （1）相电流对称，线电流也对称 123 对称三相电路的计算 一、Y-Y三相四线制电路的计算 中性点电压 各相（线）电流 结论：(
9、1)各相电流、电压对称(2)中线电流为0 1. YY联结三相电路 A相计算电路 二、对称三相电路的简便分析方法（一相的计算方法） 中线电流为零，相当于断路，故分析三相三线制Y- Y联结时，加上一个假想的中线，与三相四线制相同， 再利用一相的计算方法。 Z Z Z N + N + + A相计算电路 + A NN Z 下 页上 页返 回 YY联接(三相三线制） 1. Y接对称三相负载,电源中点与负载中 点等电位。有无中线对电路情况没有 影响。 2.对称三相电路，各相电压、电流都是对称 的，可采用一相（A相）计算方法。 结论 下 页上 页返 回 3.求一相A的电流和相电压。其它两相的电 流、电压可按
10、对称关系直接写出。 4. 根据相、线电压和电流的关系，可求线电 压和线电流 2. Y联接 解法1 ： 负载上相电压与电源线电压相等 ： Z Z Z + A + B + C c a b 下 页上 页返 回 适用忽略线路阻抗 相 电 流 线电流： 下 页上 页返 回 Y- 联结的三相电 路，线电流与相 电流对称。 Z Z Z + A + B + C c a b c a b + + + Z Z Z 将角接化成星接，根据一相的计算结果，由对 称性可得到其余两相结果。 解法2 Z/3 Z/3 Z/3 N c b a 下 页上 页返 回 a Z/3 A相计算电路 + A NN 下 页上 页返 回 c a
11、b + + + Z Z Z 注意： 化Y后，一相电路的 电流是接电路的线电流 例 Z/3 Zl a + A NN 下 页上 页返 回 + + + Z/3 Z/3 b A C B Zl Zl Zl a c Z/3 (1)将三相电路等效为YY接方式； (2)画出一相计算电路，求出一相的电压、电流： (3)根据接、Y接时线、相之间的关系，求出原 电路的电流电压。 (4) 由对称性，得出其它两相的电压、电流。 对称三相电路的一般计算方法: 一相电路中的电压为Y接时的相电压。 一相电路中的电流为线电流。 小结 下 页上 页返 回 例1 对称三相电源线电压为380V，Z=5+j6， Zl =1+j2。求（
12、1）负载的电流相量（2）相 电压和、线电压 解画出一相计算图 Z Zl a + A NN + + + Z Z A C B Zl Zl Zl Z NN a c b 下 页上 页返 回 Z Zl a + A NN 下 页上 页返 回 例2 对称三相电路，电源线电压为380V，|Z1|=10， cos1 =0.6(感性)，Z2= j50， ZN=1+ j2。 求：线电流、相电流，画出相量图(以A相为例)。 解 画出一相计算图 + _ Z1 + _ _ _ + + N A C B Z1 Z2 ZN N 下 页上 页返 回 + _ Z1 下 页上 页返 回 由此可以画出相量图： 30o 53.1o 18
13、.4o 下 页上 页返 回 电源不对称（一般电源系统都对称，不对称程度小) 负载不对称（称情况很多） 电源对称，负载不对称(低压电力网) 。 分析方法 不对称 一般分析电路的方法。 主要了解：中性点位移。 12.4 不对称三相电路的概念 讨论对象 下 页上 页返 回 三相电路只要电源或负载有一部分不 对称就称为不对称电路 负载各相电压： 1.三相电路没有中线 负载Za、Zb、 Zc不相同。 下 页上 页返 回 A B C 结论：出现中性点位移 N + N + + Za Zb Zc 负载中点与电源中点不重合 ，出现的偏移。 在电源对称情况下，可以根据中点位移的 情况来判断负载端不对称的程度。中点
14、位移较大时 ，负载相电压严重不对称，使负载的工作状态不正 常 。 相量图 N N 中性点位移 注意 下 页上 页返 回 N + N + + ZN Za Zb Zc 2.三相电路有中线 负载Za、Zb、 Zc不相同。 结论：（1）中线电流不为0 （2）中性点位移为0，各相独立，工作不受影响 例1 (1) 正常情况，照明为三相四线制，中线阻抗约为零。 若A相断开，其 它两相独立，灯 亮度不受影响 (2) 若采用三相三线制, 设A相断开(三相不对称) 灯泡电压低，灯 光昏暗。 A C B N 照明电路： 下 页上 页返 回 A C B N (3) 三相三线制，若A相短路 超过灯泡的额定电压，灯 泡可
15、能烧坏。 计算短路电流： A C B N 短路电流是正常时电流的3倍 注意 下 页上 页返 回 不对称负载采用三相四线制供电，中线不 能装保险；尽量减少中线阻抗（选粗点） 。 结论 负载不对称，存在中性点位移（电源中性 点和负载中性点不等位），中线中有电流 ，各相电压、电流不对称； 不对称电路分析时，先求中点电压 下 页上 页返 回 图为相序仪电路。已知A相 ,由灯亮度判断B,C相 解 例2 方法一 结论： 灯亮的一相为 B 相， 不亮的为C 相 A B C C R R N + N + + 例3 如图电路中，电源三相对称。当开关S闭合时， 电流表的读数均为5A。 求：开关S打开后各 电流表的读数。 解 开关S打开后，表A2的电流数与负载对称 时相同。而表A1和表A3的电流数等于负载对 称时的相电流。 Z Z ZA2 S A3 A1 =5AA2A1A3 下 页上 页返 回 1. 对称三相电路功率的计算 12.5 三相电路的功率 PA=UpIpcos 三相总功率： P=3PA=3UpIpcos 平均功率 A B C Z Z Z 下 页上 页返 回 为相电压与相电流的相位差（一相阻抗角 、功率因数角) A B C Z Z Z 注意
