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1、20042004年年8 8月月制作制作 曾令琴曾令琴主编主编 曾令琴曾令琴三相电源、负载连接方式及其电路分析三相电源、负载连接方式及其电路分析第1章现代电力工程上几乎都采用三相四线制。三现代电力工程上几乎都采用三相四线制。三 相交流供电系统在发电、输电和配电方面都具有很相交流供电系统在发电、输电和配电方面都具有很 多优点，因此在生产和生活中得到了极其广泛的应多优点，因此在生产和生活中得到了极其广泛的应 用。用。学习本章要求理解对称三相交流电的概念；熟学习本章要求理解对称三相交流电的概念；熟 悉三相电路中相、线电压电流的关系；掌握对称三悉三相电路中相、线电压电流的关系；掌握对称三 相电路的分析和
2、计算方法；重点理解中线的作用；相电路的分析和计算方法；重点理解中线的作用； 了解不对称三相电路的简单分析方法。了解不对称三相电路的简单分析方法。第1章3.1 三相电源的连接方式3.2 三相负载的连接方式3.3 三相电路的功率第1章 3.1 3.1 三相电源的连接方式三相电源的连接方式1. 对称三相交流电NSXBYCZA三绕组在空间空间 位置互差位置互差120120o o定子定子转子转子转子装有磁极并以转子装有磁极并以 的速度旋。三的速度旋。三 个线圈中便产生三个单相电动势。个线圈中便产生三个单相电动势。三相交流发电机示意图三相交流发电机示意图尾端： X Y Z首端： A B C 第3页对称三相
3、交流电波形图u0TuAuBuCt大小相等，频率相同，相位互差大小相等，频率相同，相位互差120120。对称三相交流电对称三相交流电 的特征的特征120120120UBUAUC对称三相电压相量图第3页三相电源三相电源Y Y接时可向负载提供两种电压接时可向负载提供两种电压2. 三相电源的星形（Y）连接方式（中线）或（零线）（火线）或（相线）（火线）（火线） 三相四线制供电方式ACBN相电压相电压U UP P线电压线电压U Ul lXYZuAuBuC第3页火线对零线间的电压。三个相电压是对称的UP相量图XYZuAuBuCACBN相电压相电压：120120120UBNUANUCN第3页火线对火线间的电
4、压。三个线电压也是对称的，三个线电压也是对称的， 且超前与其相对应的相电且超前与其相对应的相电 压压3030 电电电电角。角。Ul相量图XYZuAuBuCACBN线电压线电压：-UBNUABUCN-UBCUAN-UCA注意规定的正方向相、线电压关系式第3页线电压与相电压的通用关系表达式：线电压与相电压的通用关系表达式：在日常生活与工农业生产中，多数用户的 电压等级为:三相电源绕组还可以连接成三角形，但电 源绕组三角接时只能向负载提供一种电压：电源线电压电源线电压U Ul l= =绕组的感应电压绕组的感应电压U UP P。第3页数量上数量上线电压是相电压 的1.7321.732倍；倍；在相位上超
5、前相位上超前 线电压超前与其相对应的 相电压3030. .验电笔的正确握法如下图示：你能说出对称 三相交流电的 特征吗？你会做吗？三相四线制供电体制 中，你能说出线、相 电压之间的数量关系 及相位关系吗？如何用验电笔或如何用验电笔或400V400V以上以上的交流电压表测出三相四线制的交流电压表测出三相四线制供电线路上的火线和零线？供电线路上的火线和零线？电笔头与被测导线接触 时，使氖管发光的是火发光的是火 线线（或端线），不发光 的是零线零线。电表可利用火线与零线 之间的数量关系判断出 火线和零线。三个最大值相等、角最大值相等、角 频率相同、相位上互差频率相同、相位上互差 120120 的正弦
6、交流电。第3页3.2 3.2 三相负载的连接方式三相负载的连接方式三相负载的一端连在一起与零 线相接；另一端分别与火线相 接的方式称为： 星形接法星形接法负载有两种接法负载有两种接法: : ACBNZZZACBZZZ三相负载的首尾相连成一 个闭环，然后与三根火线 相接的方式称为： 三角形接法三角形接法第3页1. 1.负载的负载的Y Y形连接形连接: :ACBNZZZuAuB uC线线电流iC iBiA相相电流 Y接负载的端电压负载的端电压等于电源相电压电源相电压；负载中通过的电流称为相电流相电流I IP P；iN中线中线电流三相电源对称、三相Y接负载也对称的情况下，三 相负载电流也是对称的，此
7、时中线电流为零。火线上通过的电流称为线电流线电流I Il l；中线上通过的电流称为中线电流中线电流I IN N；各相负载中通过的电流分别为：中线电流：显然第3页电源线电压为380V，三相对称负载Y接，Z=3+j4,求 ：各相负载负载 中的电电流及中线电线电 流。 设例：解：根据对称关系对称关系可得：由此例可得，对称 三相电路的计算可归结 为一相电路计算，其它 两相根据对称关系可直 接写出。第3页负载对称时问题及讨论Y形连接三相完全对称时，零线可以取消。 称为三相三线制。中线是否可以中线是否可以 去掉？去掉？答：AZZZCB第3页应用实例-照明电路正确接法正确接法: :每组灯相 互并联,然后分别
8、接至各相电压上。设 电源电压为：当有中线时，每组灯的数量可以相等也可以不等， 但每盏灯上都可得到额定的工作电压得到额定的工作电压220V220V。A.一组二组三组CBN若三相不对 称，能否去 掉中线？第3页如果三相照明电路的中线线因故断开，当发发生一相灯 负载负载 全部断开时时或一相发发生短路，电电路会出现现什么情况 ？ 分析如果中线断开中线断开，设又发生A A相相 短路短路，此时B、C相都会与短 接线构成通路，两相端电压 均为线电压380V，因此B、C 相由于超过额定值而烧损超过额定值而烧损。由此可得，中线的中线的 作用作用是使Y Y接不对称三接不对称三 相负载的端电压保持对相负载的端电压保
9、持对 称。称。三相四线制三相四线制Y Y接电路中，接电路中，中线不允许断开！中线不允许断开！如果中线断开中线断开，设A相灯负载 又全部断开全部断开，此时B、C两相构成 串联，其端电压为电源线电压 380V。若B、C相对称，各相端电压 为190V，均低于额定值220V而不不 能正常工作能正常工作；若B、C相不对称， 则负载多（电阻小）的一相分压分压 少而不能正常发光少而不能正常发光，负载少（电 阻大）的一相分压多则易烧损分压多则易烧损。 *第3页关于零线的结论关于零线的结论负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到 大小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压 ，有的达不到额定电压，都不能正常工作。
10、比如 ，照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以 绝对不能采用三相三相制供电，而且必须保证零绝对不能采用三相三相制供电，而且必须保证零 线可靠。线可靠。中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相 等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，其上不允许不允许 接保险丝也不允许接刀闸接保险丝也不允许接刀闸。第3页1. 1.负载的负载的形连接形连接: :uABuBCuCA接负载的端电压负载的端电压等于电源电源线电压线电压；负载中通过的电流称为相电流相电流I IP P；火线上通过的电流称为线电流线电流I Il l；各相负载中通过的电流分别为：各线电流与相电流的关系
11、为：ACBZZZ线线电流iCiBiA相相电流iABiBCiCA第3页电流相量图-IBCIA ICA-IBIAB-IC三相电源对称对称、三相Y接负载也对称对称的情况下，三相 负载中的相电流iAB、iBC、iCA也是对称对称的，火线上通过的 三个线电流iA、iB、iC也对称对称。由相量图还可看出，在三相对称情况下，线电流是相线电流是相 电流的电流的1.7321.732倍，相位滞后与其相对应的相电流倍，相位滞后与其相对应的相电流3030 。由相量图可看出：由相量图可看出：线、相电流关系式为：第3页负载对称对称时：三相总有功功率：星形接法时：三角形接法时：3.3 3.3 三相电路的功率三相电路的功率
12、和接法有 无关系？第3页有功功率：无功功率：视在功率：在三相负载对称的条件下，三相电路的功率：如何用两如何用两 个瓦特表个瓦特表 测三相电测三相电 路的功率路的功率 ？UVWM 3W1W2测量方法如图示在两瓦计法测量中，单独一在两瓦计法测量中，单独一 个功率表的读数无意义！个功率表的读数无意义！第3页1.接零保护规定用于380V/220V三相中性点接地的供电系统中。在三相四线制中点接地的系统中，低压电气设备按Y连接时， 从负载中点引出导线，连接某些测量、保护作信号电路；或者让电 源中点（零线）与设备外壳连接，这种保护称为接零保护接零保护。安全用电安全用电将电气设备的金属外壳及构架，与接地装置良好连接的保护称 为接地保护接地保护。当电气设备的绝缘损坏使设备的金属外壳带电时，由 于人体是与接地装置并联，且人体电阻（最小800）远大于接地电 阻（4），因此人接触到带电带电 的外壳并不会触电电。2.接地保护规定用于中性点不接地的三相供电系统中。一些家用电器常常没有接零保护，室内单相电源插座一些家用电器常常没有接零保护，室内单相电源插座 也往往没有保护零线插孔。这时在室内电源进线上，用漏也往往没有保护零线插孔。这时在室内电源进线上，用漏 电保护自动开关，可以起到安全保护作用。电保护自动开关，可以起到安全保护作用。第3页
