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1、第六章 三相交流电路,概述： 目前电力工程上普遍采用三相制供电。 由三个幅值相等、频率相同（我们国家电网频率为50HZ)彼此之间相位互差120o的正弦电压所组成的供电相系统。 前面讲的交流电路，实际是三相电路的一相，因而称单相交流电路。 另一方面，三相电路也可看作按一定规律组成的复杂交流电路，因而前面讨论的交流电路的一般规律和计算方法，在此仍然适用。,三相制供电比单相制供电优越,在发电方面：三相交流发电机比相同尺寸的单相交流发电机容量大。,在输电方面：如果以同样电压将同样大小的功率输送到同样距离，三相输电线比单相输电线节省材料。,在用电设备方面：三相交流电动机比单相电动机结构简单、体积小、运行
2、特性好等等。,因而三相制是目前世界各国的主要供电方式。,1.三相交流发电机主要组成部分：,电枢（是固定的，亦称定子）：定子铁心内圆周表面 有槽，放入三相电枢绕组。,磁极,三相绕组,n,单相绕组,（是转动的，亦称转子）,三相绕组的三相电动势幅值相等, 频率相同, 彼此之间相位相差120。,+,+,+,铁心,绕组,A,X,第一节 三相电源与三相负载,一、三相电源,由于电机结构的原因, 这三相绕组所发出的三相电动势幅值相等, 频率相同, 彼此之间相位相差120。可将其表示为：,2、相量形式,3、对称正弦量 幅值相等, 频率相同, 相位互相差120的正弦量。,对称正弦量特点为：,120,120,120
3、,三相电压相量图,4、正弦量的相序,三相交流电在相位上的先后次序称为相序。,上述的三相电源的相序为ABC。在电力系统中一般用黄、绿、红 区别A、B、C 三相。,二、三相电源的联接 1、星形联接,N,中点 或零点,把发电机三相绕组的末端 接成一点。而把始端 作为与外电路相联接的端点。 这种联接方式称为电源的星形联结。,火线,中线或零线,火线,火线,线电压,相电压,目前，我国供电系统线电压 380V，相电压220V。,三相四线制,我国国家标准规定的电力网额定电压有3、6、10、35、60、110、220、330、500kV。,架空线路,电力线路,电缆线路,目前我国主要有：华东、华南、华中、华北、东
4、北、西南、西北七大电力网。,N,中点 或零点,火线,中线或零线,火线,火线,线电压,相电压,根据KVL：,各线电压与相电压之间的关系为:,三相电源各电压间的相量关系,线电压的有效值用 表示, 相电压的有效值用Up表示。 由相量图可知它们的关系为:,2. 形联结,发电机三相绕组依次首尾相联，引出三条线，称为三角形联结。,交流电路中的用电设备，大体可分为两类： 一类是需要接在三相电源上才能正常工作的叫做三相负载,如果每相负载的阻抗值和阻抗角完全相等，则为对称负载，如三相电动机。 另一类是只需接单相电源的负载，它们可以按照需要接在三相电源的任意一相相电压或线电压上。对于电源来说它们也组成三相负载，但
5、各相的复阻抗一般不相等，所以不是三相对称负载。如照明灯。,三、三相负载的联接,1. Y 形联结,N,负载中电流: (略线路阻抗),中性线中的电流为:,若负载对称，即,对称负载相量图,对称负载可以去掉中线。,三相交流电动机,如果三相负载对称, 中线中无电流, 故可将中线除去, 而成为三相三线制系统。 但是如果三相负载不对称, 中线上就会有电流IN通过, 此时中线是不能被除去的, 否则会造成负载上三相电压严重不对称, 使用电设备不能正常工作。,例1 图中电源电压对称，线电压U=380 V ，负载为 电灯组，每相电灯（额定电压220V）负载的电阻400。试计算： 求负载相电压、相电流； (2) 如果
6、A相断开时，其他两相负载相电压、相电流； (3) 如果A短路时，其他两相负载相电压、相电流； (4) 如果采用了三相四线制，当1相断开、短路时其他两相负载相电压、相电流。,解：（1） 负载对称时，可以不接中线，负载的相电压与电 源 的相电压相等（在额定电压下工作）。,(2) 如果A相断开时，其他两相负载相电压、相电流；,(3) 如果A短路时，其他两相负载相电压、相电流；,超过了的额定电压，灯将被损坏。,(4) 如果采用了三相四线制，当1相断开、短路时其他两相负载相电压、相电流。,因有中线，其余两相未受影响，电压仍为220V。 但A相短路电流很大将熔断器熔断。,中线的作用是什么？,例 2 在如图
7、（a）所示的三相四线制电路中, 外加电压UL=380 V, 试求各相负载电流及中线电流。 ,解: 相电压,选,为参考相量, 则:,中线电流为,中线的作用: 中线在三相电路中的作用是既能为用户提供两种不同的电压, 同时又为星形联接的不对称负载提供对称的 220 V相电压。 因此, 为了保证负载的相电压对称, 在中线的干线上是不准接入熔断器和开关的, 而且要用具有足够机械强度的导线作中线。 ,2、负载的三角形联接（ 形）,若忽略端线阻抗（ZL=0）, 则电路具有以下关系。,iC,A,B,C,iB,iA,iCA,iBC,iAB,+,uAB,+,uBC,+,uCA,(2) 负载线、相电流之间的关系,线
8、、相电压对应相等,(1) 负载线、相电压之间的关系,各相负载相电流分别为,各相负载的电压与电流相位差分别为,(2) 负载线、相电流之间的关系,根据KCL，负载线、相电流 之间的关系为,若负载对称，即,和,则负载相电流也是对称的，即,显然三个线电流也对称，若有 效值用Il表示，则有IA= IB= IC= Il，且 ；相位上，线电流滞 后相应的相电流30o 。,iC,A,B,C,iB,iCA,iBC,iAB,+,uAB,+,uBC,+,uCA,(3) 各线电流由两相邻相电流决定。在对称条件下, 线电流是相电流的 倍, 即 , 且滞后于相应的相电流30。,由上述可知, 在负载为三角形联接时, 相电压对称。 若某一相负载断开, 并不影响其他两相的工作。,相量图,例 4 如图 所示的三相三线制电路中, 各相负载的复阻抗Z=(6+j8) , 外加线电压380V,试求正常工作时负载的相电流和线电流。 ,式中, 每相阻抗为：,则线电流为：,解：由于是对称电路, 所以 每相相电流为：,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接。,注意,三 相 四 线 制,三角 形联 接,星形联接,
