《电工电子技术第3章课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工电子技术第3章课件（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,普通高等教育“十-五”国家级规划教材 电工电子技术（高职高专版）,主 编： 陈 新 龙,第3章 三相电路及其应用,本章从三相电压的特点出发，介绍三相电源的星形、三角形联接；介绍了对称三相电路的构成及分析方法；最后介绍了工业企业配电及安全用电知识。读者应理解三相电路星形联接、三角形联接的特点，掌握简单对称三相电路的计算及应用，了解工业企业配电及安全用电知识。 本章建议学时数：4学时,第3章第1课,在本次课中，将介绍三相交流发电机的原理、三相电压的特点、对称三相电路的分析方法等。,一三相电压的产生,工艺上保证定子与转子之间磁感应强度沿定子内表面按正弦规律分布。在各相绕组的始端和末端间产生随时间按
2、正弦规律变化的感应电压,三相电压由三相交流发电机产生,其发电原理是电磁感应（变化的磁场产生变化的电场）,定子的槽中嵌有三组绕阻，每组称为一相，分别称为A相、B相和C相,定 子,转子是一个磁极，当转子以角速度顺时针旋转时，产生变化的磁场，将在三相绕组产生感应电压,绕组的始端之间或末端之间彼此相隔120。当转子以角速度顺时针旋转时，将在三相绕组产生频率相同、幅值相同，彼此间的相位相差120的三相电压,定 子,转 子,三相电压的时间表达式,三相电压的相量表达式,三个频率相同、幅值相同、彼此相位相差120的电压，称为对称三相电压,三相电路中的电源一般都是对称的,对称三相电压的相量图及波形如图3-1-2
3、、图3-1-3,三相电压的时间表达式,三相电压的相量表达式,上述三相电压到达正幅值（或相应零值）的先后次序称为相序。,图3-1-2示三相电压的相序为ABC，称为正序或顺序。与此相反，如B相超前A相120，C相超前B相120，这种相序称为负序或逆序。今后如无特殊声明，均按正序处理 由相量式知，上面定义的三相电压的相量和为0,二三相绕组的星形联接,三相电源相当于三个独立的正弦电源,在实践应用中，三相发电机的三相绕组一般都要按某种方式联接成一个整体后再对外供电,如果把发电机的三个定子绕组的末端联接在一起，对外形成A、B、C、N四个端，称为星形联接,星形联接的三相电源（简称星形电源）的每一相电压（火线
4、与零线间的电压）称为相电压，其有效值用UA、UB、UC表示，一般通用Up表示。,中点N引出的导线称为中线或零线,A、B、C三端分别向外引出三根导线，称为端线，俗称火线,相电压的定义如式3-1-1,相量图如图3-1-2,相电压、线电压都是同频率的正弦量，相量图如图3-1-5（MATLAB仿真分析图）（,相电压的有效值用UA、UB、UC表示，一般通用Up表示。相电压的定义，相量图见上1页,中点N引出的导线称为中线或零线,A、B、C三端端线俗称火线,端线A、B、C之间的电压（火线与火线之间的电压）称为线电压，其有效值用UAB、UBC、UCA表示，一般通用Ul表示。,图中假定相电压有效值为220V,可
5、见，三相线电压也是一组对称正弦量，线电压超前相电压30O ，有,三对称Y-Y联接三相电路,三相负载也有星形接法。星形电源常与星形负载联接（Y-Y联接）,各相负载的电流称为相电流，端线中的电流称为线电流,若每相负载都相同，称为对称负载,对称三相电源和对称三相负载相联接，称为对称三相电路,三相电源向外引出了四根导线，所以这种输电方式为三相四线制,在对称Y-Y电路中，负载中点与电源中点是等电位点，各相电路相互独立，三相电路可归结为单相（通常为A相）的计算,因为负载中点与电源中点是等电位点，所以在对称Y-Y电路中，流过中线的电流为0，如同开路，中性线在许多场合下可以不要。,这种输电方式称为三相三线制,
6、四三相绕组的三角形联接,如果将发电机的三个定子绕组的始端，末端顺次相接再从各联接点向外引出三根导线，称为三角形联接,一般情况下，三角形联接的三相电源电压是对称的，所以，回路电压相量之和为零,必须指出，三相电源各绕组作三角形联接时，每相始端、末端应联接正确，否则三个相电压之和不为零，在回路内将形成很大的电流而烧坏绕组,相量图如上图所示,三角形接法没有中点，对外只有三个端子,显然，三角形联接的三相电源的线电压、相电压相同,五对称-联接三相电路,三相对称-联接三相电路如下图,相电流可由相电压相量求出，根据基尔霍夫电流定律的相量形式，可以写出线电流与相电流间的关系由此可做出电流相量图如上（MATLAB
7、仿真分析图）,由于每相负载直接联接在每相电源的两端线之间，所以三角形联接的线电压等于相电压,但线电流并不等于相电流,可见，线电流也是一组对称正弦量，线电流滞后相电流30O,线电流相电流有效值关系,六本课的重点 重点： 三相电压的特点、对称三相电路的分析,第三章第2课,在本次课中，我们将介绍三相电路的功率、三相电路的计算、发电、输电及工业企业配电及安全用电等。,上一课内容回顾,三相电源有星形、三角形两种联接方式，三相负载也存在星形、三角形两种联接方式，负载星形联接的三相电路线电流等于相电流，电压相量图如左上：,在对称Y-Y三相电路中，负载中点与电源中点是等电位点，流过中线的电流为零，每相电路相互
8、独立，对称Y-Y三相电路可归结为单相的计算,负载三角形联接的三相电路线电压等于相电压，电流相量图如右上。,对称-三相电路也可归结为单相的计算。,一三相电路的功率,每相不但相电压有效值相等，相电流有效值相等，而且每相电压与电流的相位差也相等，所以，有功功率可表示为,正弦交流电路中功率的守恒性也适用于三相交流电路,一个三相负载吸收的有功功率应等于其各相所吸收的有功功率之和，一个三相电源发出的有功功率等于其各相所发出的有功功率之和,对称三相电路中每组响应都是与激励同相序的对称量,因此，无论对称星形接法或对称三角形接法，三相电路总有功功率为,对于对称星形接法,对于对称三角形接法,无功功率可表示为,视在
9、功率可表示为,二三相电路的计算,对于对称三相电路，可取一相来计算。 单相的计算电路图，就是基本元件组成的串联交流电路,可通过几个例题理解,【例1】有一星形负载接到线电压为380V的三相星形电源上，如左图所示。每相负载阻抗Z=8+j6。分别求有中线、无中线情况下各相电流相量、中线电流相量和三相负载吸收的有功功率,【例2】有一三角形负载接到电压对称的三角形电源上，电路如左图所示。每相负载阻抗Z=8+j6 ，设,（1）求各相电流、线电流相量。 （2）求三相负载吸收的功率。,【例3】对称三相电路如上左图所示。已知三相电源的线电压为380V，Y负载每相阻抗Z1=30+j40,负载每相阻抗Z2=120+j
10、90。（1）求负载端的相电流和线电流相量。（2）求每组负载的功率、三相电源的总功率,三发电、输电,发电厂是利用发电机产生电能的,各种发电厂中的发电机几乎都是三相同步发电机，它也分为定子和转子两个基本组成部分。定子由机座、铁心和三相绕组等组成，常称为电枢,一般发电厂均大多建在产煤地区或水力资丰富的地区附近，较为偏远。发电厂生产的电能要用高压输电线送到用电地区，然后再降压分配各用户,四工业企业配电,一般工业企业设有中央变电所和车间变电所（小规模的企业往往只有一个变电所）。中央变电所接受送来的电能，然后分配到各车间，再由车间变电所或配电箱（配电板）将电能分配给各用电设备。这便是工业企业配电问题,低压
11、配电线路的联接方式主要是放射式和树干式两种,树干式配电线路如上,放射式配电线路如右,五安全用电,由于不慎触及带电体，产生触电事故，将使人体受到各种不同的伤害，根据伤害性质可分为电击和电伤两种,电击是指电流通过人体，使 内部器官组织受到损伤。如果受害者不能迅速摆脱带电体，则最后会造成死亡事故,电伤是指在电弧作用下或熔断时，对人体外部的伤害，如烧伤、金属溅伤等,人体触电主要有以下两种方式 接触正常带电体 、接触正常不带电体（大多数）,为了防止接触正常不带电体而意外触电，对电气设备常采用保护接地和保护接零（接中性线）的保护装置,（1）保护接地,为了人身安全和电力系统工作的需要，要求电气设备采取接地措
12、施。,将与电力系统的中点或电气设备金属外壳联接的金属导体埋入地中，并直接与大地接触，称为接地。,在中性点不接地的低压系统中，将电气设备不带电的金属外壳接地，称为保护接地，具体如上图,人体接触不带电金属而触电时，因存在保护接地，人体电阻与接地电阻并联，而通常人体电阻远大于接地电阻，所以通过人体的电流很小，不会有危险,若没有实施保护接地，那么人体触及外壳时，人体电阻与绝缘电阻串联，故障点流入地的电流大小决定于这一串联电路。当绝缘下降时，其绝缘电阻减小，就有触电的危险,（2）工作接地、保护接零,出于运行及安全的需要，常将电力系统的中点接地，这种接地方式称为工作接地。,在中点接地的系统中，不宜采用保护接地，应采用保护接零。,在低压系统中，将电气设备的金属外壳接到零线（中线）上，称为保护接零,在三相四线制系统中为了确保设备外壳对地电压为零而专设一根保护零线。工作零线在进入建筑物入口处要接地，进户后再另专设一保护零线。这样三相四线制就成为三相五线制,六本课的重点 重点： 三相电路的计算 七本章小结,本章结束,
