《电工技术 教学课件 ppt 作者 薛毓强 李少纲 主编 第五章 三相电路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工技术 教学课件 ppt 作者 薛毓强 李少纲 主编 第五章 三相电路（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 三相电路,第一节 三相电源,第二节 三相交流电路的计算,本章要求： 1.掌握对称三相负载Y和联结时相线电压、相线 电流关系。 2. 掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正 确联接方法，理解中线的作用。 3. 掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。,第五章 三相电路,第一节 三相电源,一、三相电源的构成,三相电压瞬时表示式,相量表示,对称三相电压的瞬时值之和为 0,三相交流电压出现正幅值（或相应零值）的顺序 称为相序。,供电系统三相交流电的相序一般采用正序,在配电装置的母线上，以黄、绿、红3种颜色分别表示A、B、C三相。,二、 三相电源的连接,中性线(零线、地线),中性点,端线(相
2、线、火线),在低压系统,中性点通常接地，所以也称地线。,相电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压,线电压：端线与端线间的电压,、Up,、Ul,根据KVL定律,由相量图可得,相量图,30,A,X,Y,Z,N,B,C,uA,+,uC,+,同理,发电机（或变压器）的绕组连成星形时，不一定都引出中性线。如果只引出三根相线，为三相三线制供电方式。如果引出三根相线及一根中性线，为三相四线制供电方式。如果引出三根相线、二根中性线（其中一根只用做地线），为三相五线制供电方式。,第二节 三相交流电路的计算,三相负载,不对称三相负载： 不满足 ZA =ZB = ZC 如由单相负载组成的三相负载,分类,三相负
3、载的联接 三相负载也有 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。,三相负载连接原则 （1） 电源提供的电压=负载的额定电压； （2） 单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。,一、负载星形联结的三相电路,线电流：流过端线的电流,相电流：流过每相负载的电流,结论： 负载 Y联 结时，线电 流等于相电 流。,N 电源中性点,N负载中性点,1)负载端的线电压电源线电压 2)负载的相电压电源相电压,3)线电流相电流,Y 联结时：,4)中线电流,负载 Y 联结带中性线时, 可将各相分别看作单相电路计算,负载对称时,中性线无电流, 可省掉中性线。,所以负载对称时，三相电流也对称
4、。,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。,解:,中性线电流,(2) 三相负载不对称（RA=5 、RB=10 、RC=20 ） 分别计算各线电流,中性线电流,例5-3 图示电路中，试求以下几种情况各相负载的电压。（1）A相负载短路；（2）A相负载短路且中性线断线；（3）A相断开；（4）A相断开且中性线断线。,此时A相短路电流很大，将A相熔断丝熔断，而 B相和C相 未受影响，其相电压 仍为220V, 正常工作。,例5-3照明系统故障分析,（2） A相负载短路且中性线断线,此情况下，B相和C相的电灯组由于承受电压上所加的电压都超过额定电压（220V) ，这是不允许的。,此
5、时负载中性点N即为A, 因此负载各相电压为,（3） A相负载断开,A相断电无电压，B、C相灯仍承受220V电压, 正常工作。,（4） A相负载断开且中性线断开,变为单相电路,结论,（1）不对称负载Y联结又未接中性线时，负载相电压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。 （2） 中线的作用：保证星形联结三相不对称负载的相电压对称。 （3）照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀闸开关。,若RA=5 , RB=10 , RC=20 ,例5-4一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电源线电压 。,求负载的相电压及相流。,则节点电压,负载电压,可见：
6、 1. 不对称三相负载做星形联结且无中性线时, 三相 负载的相电压不对称。 2. 照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式，且中性线上不允许接刀闸和熔断器。,线电流: 流过端线的电流,相电流: 流过每相负载的电流 、 、,二、负载三角形联结的三相电路,线电流不等于相电流,(2) 相电流,(1) 负载相电压=电源线电压,即: UP = UL,一般电源线电压对称，因此不论负载是否对称，负载相电压始终对称, 即,相电流：,线电流：,UAB=UBC=UCA=Ul=UP,相量图,负载对称时, 相电流对称，即,(3) 线电流,由相量图可求得,为此线电流也对称，即 。,线电流比相应的相电流 滞后30。
7、,三相负载的联接原则,负载的额定电压 = 电源的线电压,负载的额定电压 = 电源线电压,应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与电源的联接方式无关。,三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三 角形，而照明负载一般都联结成星形（具有中性线）。,三、三相电路的功率,无论负载为 Y 或联结，每相有功功率都应为 Pp= Up Ip cosp,对称负载 联结时：,同理,对称负载Y联结时：,相电压与相 电流的相位差,当负载对称时：P = 3Up Ipcosp,所以,正误判断,对称负载 Y联结,对称负载 Y联结,正误判断,例5-5 图示电路中，对称感性负载连成三角形，已知对称电源线电压Ul=220V
8、，电流表读数I1=17.3A，三相功率P=4.5kW，试求（1）每相负载的电阻和感抗；（2）当 相负载断开时，图中各电流表读数及电路的有功功率 。,解:,（1）,（2）,相断开,相阻抗上的电压没有改变,有一三相电动机, 每相的等效电阻R = 29, 等效 感抗XL=21.8, 求下列两种情况下电动机的相电流、 线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果： (1) 绕组联成星形接于UL =380 V的三相电源上; (2) 绕组联成三角形接于UL=220 V的三相电源上。,例5-6,解:,(1),(2),比较(1), (2)的结果:,有的电动机有两种额定电压, 如220/380 V。 当电源电压
9、为380 V时, 电动机的绕组应联结成星形； 当电源电压为220 V时, 电动机的绕组应联结成三角形。,在三角形和星形两种联结法中, 相电压、相电流 以及功率都未改变，仅三角形联结情况下的线电流 比星形联结情况下的线电流增大 倍。,各电阻负载的相电流,由于三相负载对称，所以只需计算一相，其它两相可依据对称性写出。,负载星形联接时，其线电流为,负载三角形联解时，其相电流为,(2) 电路线电流,一相电压与电流的相量图如图所示,一相电压与电流的相量图如图所示,(3) 三相电路的有功功率,例5-8三相对称负载作三角形联结，UL =220V，当S1、 S2 均闭合时，各电流表读数均为17.3A，三相功率
10、 P = 4.5 kW，试求: 1) 每相负载的电阻和感抗； 2) S1合、S2断开时, 各电流表读数和有功功率P； 3) S 1断、S 2闭合时, 各电流表读数和有功功率P。,或：P =I 2R P =UIcos tg =XL / R,解：,(1) 由已知条件可求得,2) S1闭合、S2断开时, IA=IC =10A IB =17.32 A,流过电流表 A、C 的电流变为相电流 IP，流过电流表B 的电流仍为线电流IL 。,因为开关s均闭合时 每相有功功率 P =1.5 kW,当 S1合、S2断时，ZAB、ZBC 的相电压和相电流不 变，则PAB、PBC不变。,P = PAB+PBC = 3
11、 kW,IB = 0A,3) S1断开、 S2闭合时,变为单相电路,I1 仍为相电流 IP ， I2 变为 1/2 IP 。, IA=IC =10 A+ 5 A= 15A, I2 变为 1/2 IP，所以 AB、 BC 相的功率变为原来的1/4 。,P = 1/4 PAB+ 1/4 PBC +PCA = 0.375 W+ 0.375 W+ 1.5 W = 2.25 kW,例5-9某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装40瓦 日光灯210盏(cos1=0.5)，60瓦白炽灯90盏(cos2=1), 它们的额定电压都是220V，由380V/220V的电网供电。试分配其负载并指出应如何接入电网。这种情
12、况下,线路电流为多少？,解: (1) 该照明系统与电网连接图,解: (1) 该照明系统与电网连接图,例5-10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: (1) 本系统供电线路图,(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 R3 R2 , 所以三楼灯比 二楼灯暗。,解：(1)本系统供电线路图,例5-5 有一三相电动机, 每相的等效电阻R = 25, 等效感抗XL=15，试求电动机绕组连接成星形和连接成三角形接到Ul =380 V的三相电源时的相电流、线电流以及有功功率、无功功率和视在功率。,解:,连接成星形,连接成三角形,
