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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,转子,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
3、 或零点,相电压,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
4、的三相电源,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
5、个相电压的解析式。 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
6、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 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。,L1 L2 L3 N,M 3,3.2.1 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
7、对称时, 对称负载可以去掉中线,此供电方式称为三相三线制。,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
8、路,(2)不对称接三相负载,【例3.2】 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
9、机械强度较高的导线,并规定中线上不得安装熔断器和开关。,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
10、标为220/380V,说明当电源线电压为220V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;
11、 当负载额定电压等于电源相电压时采用星形联接。,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
12、步电动机,铭牌上额定电压是220/380V,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
13、燃煤。 还有风力发电厂、潮汐电站及太阳能发电等。 (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
14、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。,1、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。20.9.1720.9.17Thursday, September 17, 2020 2、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。16:16:091
15、6:16:0916:169/17/2020 4:16:09 PM 3、越是没有本领的就越加自命不凡。20.9.1716:16:0916:16Sep-2017-Sep-20 4、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。16:16:0916:16:0916:16Thursday, September 17, 2020 5、知人者智,自知者明。胜人者有力,自胜者强。20.9.1720.9.1716:16:0916:16:09September 17, 2020 6、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。2020年9月17日星期四下午4时16分9秒16:16:0920.9.17 7、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。2020年9月下午4时16分20.9.1716:16September 17, 2020 8、业余生活要有意义,不要越轨。2020年9月17日星期四4时16分9秒16:16:0917 September 2020 9、一个人即使已登上顶峰,也仍要自强不息。下午4时16分9秒下午4时16分16:16:0920.9.17 10、你要做多大的事情,就该承受多大的压力。9/17/2020 4:16:09 PM16:16:092020/9/17 11、自己要先看得起自己,别人才会看得起你。9/17/2020 4:16 PM9/