《交流电产生与故障现象分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《交流电产生与故障现象分析（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电工基础 *三相交流电知识与电路故障分析三相交流电知识与电路故障分析1. 1. 三相电压的产生三相电压的产生 2. 2. 三相电源的星形联结三相电源的星形联结 3. 3. 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路 4. 4. 供电系统常用接线方式供电系统常用接线方式电工基础 *图图4.1.1 4.1.1 三相交流发电机示意图三相交流发电机示意图1. 1. 三相电压的产生三相电压的产生 工作原理：动磁生电工作原理：动磁生电( (尾端尾端) )+eAeBeC XABYCZ( (首端首端) )+ +_eeAX图图4.1.2 4.1.2 三相绕组示意图三相绕组示意图图图4.1.34.1.3电枢绕组
2、及其电动势电枢绕组及其电动势定子转子ZAXYNSC-+B动画电工基础 *三相电动势瞬时表示式三相电动势瞬时表示式相量表示相量表示铁心（作为导磁路经）三相绕组匝数相同匝数相同 空间排列互差空间排列互差120120 : 直流励磁的电磁铁定子转子发电机结构电工基础 *相量图相量图波形图波形图 e0eAeBeC2120240360相量表示相量表示EBEA.120120120EC.三相电动势瞬时表示式三相电动势瞬时表示式电工基础 *对称三相电动势的瞬时值之和为 0三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。最大值相等最大值相等 频率相同频率相同 相位互差相位互差12012
3、0 称为对称三相电动势称为对称三相电动势三个正弦交流电动势满足以下特征供电系统三相交流电的相序为供电系统三相交流电的相序为 A A B B C C电工基础 *2. 2. 三相电源的星形联结三相电源的星形联结 (1) 联接方式中性线中性线( (零线、地线零线、地线) )中性点端线端线( (相线、火线相线、火线) )在低压系统在低压系统, ,中中 性点通常接地，性点通常接地， 所以也称地线。所以也称地线。相电压相电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压线电压线电压：端线与端线间的电压：端线与端线间的电压、Up+、UlX YZNBCAeA+eC+eB+电工
4、基础 *(2)(2) 线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系根据根据KVLKVL定律定律 由相量图可得相量图相量图30AX YZNBCeA+eC+eB+电工基础 *同理同理3. 3. 三相电源的三角形联结三相电源的三角形联结 +BAC电工基础 *3. 3. 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路三相负载三相负载 不对称三相负载：不对称三相负载： 不满足不满足 Z ZA A= =Z ZB B = =Z ZC C如由单相负载组成的三相负载如由单相负载组成的三相负载对称三相负载：对称三相负载：Z ZA A= =Z ZB B= =Z ZC C如如三相电动机三相电动机(1) (1) 三相负载三相
5、负载 分类分类单相负载：单相负载：只需一相电源供电只需一相电源供电 照明负载、家用电器照明负载、家用电器负载负载三相负载：三相负载：需三相电源同时供电需三相电源同时供电 三相电动机等三相电动机等三相负载的联接三相负载的联接三相负载也有三相负载也有 Y Y和和 两种接法，至于采用哪种方两种接法，至于采用哪种方 法法 ，要根据负载的额定电压和电源电压确定。，要根据负载的额定电压和电源电压确定。电工基础 *三相负载连接原则三相负载连接原则 （1 1） 电源提供的电压电源提供的电压= =负载的额定电压；负载的额定电压； （2 2） 单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。单相负载尽量均衡地分配到三相电源上
6、。A A B B电源电源C保险丝保险丝三相四线制 380/220伏N N额定相电压为 220伏的单相负载额定线电压为 380伏的三相负载电工基础 *(2) (2) 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路线电流：线电流：流过端线的电流流过端线的电流相电流：相电流：流过每相负载的电流流过每相负载的电流结论：结论：负载负载 Y Y联联 结时，线电结时，线电 流等于相电流等于相电 流。流。Y: Y: 三相三线制三相三线制Y Y0 0：三相四线制三相四线制1) 1) 联结形式联结形式+ZB ZCZAN NN N+ N 电源中性点N负载中性点电工基础 *2) 2) 负载负载Y Y联结三相电路的计算联
7、结三相电路的计算1)1)负载端的线电压电源线电压负载端的线电压电源线电压 2)2)负载的相电压电源相电压负载的相电压电源相电压 3)3)线电流相电流线电流相电流Y 联结时：4)4)中线电流中线电流 负载负载 Y Y 联结带中性线时联结带中性线时, , 可将各相分别看作单相电路计算可将各相分别看作单相电路计算+ZB ZCZAN NN N+ 电工基础 *负载对称时,中性线无电流, 可省掉中性线。3)3) 对称负载对称负载Y Y 联结三相电路的计算联结三相电路的计算所以负载对称时，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。+ZB ZCZAN NN N+
8、电工基础 * 4.供电系统常用接线方式 常用的低压供配电系统 电分为直流电和交流电，交流电可以直 接用变压器变换，经济方便。交流电又 可分为单相交流电和三相交流电。一般 家用电为单相交流电，工厂、企业用电 为三相交流电，因为世界上75%的电动 机为三相交流异步电动机，而且三相输 电比单相输电节省材料。电工基础 *4.供电系统常用接线方式 三相四线制系统 三相电源就是三相交流发电机。三相交 流发电机绕组采用星形（Y）接法，即将 三个绕组各自尾端接在一起，中间引出 一根线。（Y形 ）黄绿红浅蓝电工基础 *4.供电系统常用接线方式 相线（火线）：从绕组首端引出的三根电源线 。即U、V、W。用黄、绿、
9、红三种颜色表示 。 中性点：三个绕组的连接点。 中性线：中性点引出的那根线。 零线：在三相四线制系统中，若电源（如：变 压器）的低压中性点通过接地装置与大地直接 连接，则此时的中性点称为零点，中性线成为 零线。用浅蓝色线表示。 相线与零线的家用辨别法：用测电笔，若氖 灯亮则为相线，不亮或较暗的为零线。电工基础 *4.供电系统常用接线方式 相电压：相线与中性线之间的电压。即U -N、V-N、W-N之间的电压。 线电压：相线与相线之间的电压。即U-V 、V-W、U-W之间的电压。 3、中性线的主要作用是，星形连接时， 保证三相负载不对称时相电压也能保持 对称，而起到保护作用。 4、特点：三相四线制
10、系统提供 380V/220V两种电压。电工基础 *4.供电系统常用接线方式三相交流电路示意图教学楼照明系统电路电工基础 *4.供电系统常用接线方式 三相三线制系统 若三相负载对称，则可去掉中性线，即采用三相三线 制。如三相电动机、三相电炉等负载在正常情况下都 是对称的，故可以用三相三线制供电。 特点：只提供380V一种电压，负载必须对称。 电工基础 *4.供电系统常用接线方式 三相五线制系统 三相五线制是指三根相线、一根零线（工作接 地），加一根地线（保护接地） 地线：接地装置引出的线，对人身设备起保护 作用。黄绿双色线。电工基础 *例例1 1：照明系统故障分析：照明系统故障分析解: (1 1
11、) ) A A相短路相短路 1) 中性线未断N NR RA AR RCR RB BA AB BN NC C此时此时A A相短路电流相短路电流 很大，将很大，将A A相熔断丝相熔断丝 熔断，而熔断，而 B B相和相和C C相相 未受影响，其相电压未受影响，其相电压 仍为仍为220V, 220V, 正常工作正常工作 。 (1) A(1) A相短路相短路: : 中性线未断时，求各相负载电压；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。中性线断开时，求各相负载电压。(2) A(2) A相断路相断路: : 中性线未断时，求各相负载电压；中性线未断时，求各相负载电压；中性线断开时，求各相负
12、载电压。中性线断开时，求各相负载电压。电工基础 *此情况下，此情况下，B B相和相和C C相的电灯组由于承受电压上所相的电灯组由于承受电压上所 加的电压都超过额定电压（加的电压都超过额定电压（220V) 220V) ，这是不允许的。这是不允许的。 2) A2) A相短路相短路, , 中性线断开中性线断开时时, ,此时负载中性点N N 即为即为A, A, 因此负载各相因此负载各相电压为电压为A AB BN NC CN N i iA Ai iCi iB B+电工基础 *(2) A(2) A相断路相断路 2) 2) 中性线断开中性线断开B、C相灯仍承受220V 电压, 正常工作。1) 1) 中性线未
13、断中性线未断变为单相电路，变为单相电路，如图如图(b)(b) 所示所示, , 由图可求得由图可求得I BCU U A AU U B B+(b)(b)N NR RA AR RCR RB BA AB BN NC C(a)(a)电工基础 *例2.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？解解: : ( (1) 1) 本系统供电线路图本系统供电线路图P 三层二层A A B B C CN N+一层电工基础 *(2) 当P处断开时，二、三层楼的灯串联接380V 电压 ，所以亮度变暗，但一层楼的灯仍承受220V电压亮度 不变。 (3) 因为三楼灯多于二楼灯即 R R3 3 R R2 2 , 所以三楼灯比 二楼灯暗。解：解：(1)(1)本系统供电线路图本系统供电线路图A APB B C CN N三层二层一层+
