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1、知识目标,三相交流电路分析与计算,掌握三相星形连接和三角形连接的特点 掌握三相负载星形连接的计算（三相四线制电路中中线的作用） 掌握三相对称电路的功率计算,4.1 三相电源 4.2 三相负载的联接 4.3 三相电路的功率 知识链接,内容,4.1 三相电源,三相制：由三个频率相同、幅值相等、相位不同的电源同时供电的电源系统 由三相电源供电的电路称为三相电路。 三相对称电源：由3个幅值相等、频率相同、相位互差120的正弦电动势所构成的电源称为三相对称电源。,采用三相电的优点：,从发电、输电、配电、用电几个方面分析,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
2、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、运行特性好等等。,在配电方面：三相变压器的用途比单相变压器的用途广泛。,因而三相制是目前世界各国的主要供电方式。,三相交流电的产生,三相电源由三相交流发电机产生的。 在三相交流发电机中有3个相同的绕组。 3个绕阻的首端分别用U1、 V1 、 W1表示，末端分别用U2 、 V2 、 W2 表示。 3个绕组分别称为U相、V相、W相绕组 所产生的三相电动势分别为：,三相对称电源：,三个电动势达到最大值的先后次序叫相序 （顺）相序：UVW。,任一
3、瞬间对称三相电源的瞬时值之和或相量之和为零。,黄 绿 红,相色：黄、绿、红,星形连接： 3个尾端连接在一起引出中线（零线），由3个首端引出3条端线（相线、火线）,三相电源的联接,相电压：端线与中线之间的电压,线电压：端线与端线之间的电压,三相对称相电压,U,V,W,N,由相量图可得：,可见，三个线电压幅值相同，频率相同，相位相差120。,三相电源做星形连接时，可向外电路提供两种对称的电源电压。 一种是对称的电源相电压 一种是对称的电源线电压,注：此种接法如一相接反，将造成严重后果。,三角形连接：将三相绕组的首、尾端依次相连，从3个点引出3条火线。,三相电源做三角形连接时，只向外电路提供对称的电
4、源线电压。,V,思考题练习： 已知星形连接的三相电源中， 顺相序，试写出 的表达式。,4.2 负载的联接,负载与三相电源联接时注意的问题： 1、确保负载承受额定电压 2、对由单相负载组成的的三相负载应尽量均衡地接到电源的三相电路中，力求使三相电路中的负载对称,三相对称负载 ：各相负载的复阻抗相等,单相负载、三相负载,相电流：流经负载中的电流。,线电流：流经端线中的电流。,三相不对称负载 的星形联接,中线电流,各相负载承受的电压就是电源对称的相电压，因此各相电流为：,在三相四线制电路中，三相电路的计算可看作是三个单相电路的计算。,例：某电阻性负载做星接，已知电源线电压为380V，U相、V相负载阻
5、值为20欧姆，W相负载阻值为10欧姆，求各线电流、相电流和中线电流。,解：,在三相四线制电路中，中线的作用：保证各相负载承受对称的电源相电压,在三相四线制电路中，中线上不允许装接任何的开关或熔断器,中线中没有电流,如果三相负载是对称的，,三相对称负载 的星形联接,三相三线制,在三相三线制电路中，三相对称负载仍然承受对称的电源相电压,问题：电流是如何构成回路的？,三相四线制Y接与三相三线制Y接的区别,不论负载是否对称，只要有中线，各相负载承受的是对称的电源相电压。,只适用于三相对称负载，这时各相负载承受的仍然是对称的电源相电压。,例：有220V、100W的白炽灯66个，问应如何接入电压为380V
6、的三相四线制电路中？求负载在对称情况下的线电流等于多少？,例 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1相断开时，其他两相负载相电压、相电流； (3) 如果1相短路时，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。,(2) 如果1相断开时，其他两相负载相电压、相电流；,(3) 如果1相短路时，其他两相负载相电压、相电流；,超过了额定电压，灯将被损坏。,
7、(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1相短路电流很大将熔断器熔断。,已知380/220V的三相四线制低压供配电系统中，接有对称星接的60W/220V的白炽灯3个，另外在W相上接有40W、220V、功率因数为0.5的日光灯1个，如图所示，求各电流表读数。,已知380/220V的三相四线制低压供配电系统中，接有对称星接的60W/220V的白炽灯3个，如图所示，求各电流表读数。,三相功率,三相不对称负载,三相对称负载,不论负载是否对称，各相负载承受对称的电源线电压,负载的三角形联接,线电流,若三相负载对称，则
8、相电流对称，三相电路的计算可归结到一相电路来计算。,三相功率,三相不对称负载,三相对称负载,解：（1）负载星形连接时，相电压的有效值为：,线电流等于相电流,三相总功率为：,（2）当负载为三角形连接时，相电压等于线电压，,相电流为：,300,300,300,三相总功率为：,由此可知，负载由星形连接改为三角形连接后，相电流增加到原来的 倍，线电流增加到原来的3倍，功率增加也到原来的3倍。,习题练习,10.1A、3.99kvar,有一台星形连接的三相电动机，接到线电压为380V的对称三相电源上，电动机吸收的功率为5.3kW，功率因数为0.8（感性），求线电流的有效值、电动机的无功功率。,(1)不改变
9、，2A,(2)不改变，2A,对称三相电源向对称星形连接的负载供电，如图所示。当中线开关S闭合时，电流表读数为2A。（1）若开关S打开，电流表读数是否改变，为什么？（2）若开关S闭合，1相负载Z断开，电流表读数是否改变，为什么？,1、1.73、1A,对称三相电源向三角形连接的负载供电，如图所示。已知三相负载对称，各电流表读数均为1.73A。若突然负载Z3断开，此时三相电源不变，问各电流表读数如何变化，是多少？,小结,1. 在电力系统中三相电源是频率相同、幅值相等、相位互差120的三相对称正弦电压，一般用黄、绿、红区别U、V、W三相。,2. 星形联接的电源,3. 在低压配电系统中，通常采用三相四线
10、制，如果为三相对称负载，可以不接中线，如果三相负载不对称，必需接中线才能保证负载正常工作，所以，中线不允许接开关或熔断器。,4. 三相负载可以星形联接，也可以三角形联接，采用何种联接方式由负载的额定电压决定。,5. 三相对称负载星形联接,6. 三相对称负载三角形联接,7. 三相对称负载的功率,相电压与相电流的相位差角,如图所示，U相负载为10欧姆的纯电阻负载， V相负载为10欧姆的纯电感负载， W相负载为10欧姆的纯电容负载。已知电源线电压为380V，求各线电流、中线电流和三相负载的总功率。,(1)49.9kw，16.8kw (2) 16.8kw,当使用工业三相电阻炉时，常常采取改变电阻丝的接
11、法来调节加热温度，今有一台三相电阻炉，每相电阻为8.68，计算 （1）线电压为380V时，电阻炉为三角形和星形连接的功率各是多少? （2）线电压为220V时，电阻炉为三角形连接的功率是多少?,R=15，XL=16.1,如图所示，对称负载为三角形连接，已知三相电源对称线电压等于220V，电流表读数等于17.3A，三相负载的有功功率为4.5kW，求每相负载的电阻和感抗。,如图所示，在三相电路中，接入两组电阻性对称负载，已知电源线电压为380V，求线电流和总功率。,例 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。 ,则线电流为：,由于是对称电路, 所以 每相相电流为：,解： 每相阻抗为：,例 三相对称负载() , 接在线电压上, 试求负载为星形（）接法和三角形（）接法时, 三相电路的总有功功率。 ,解：,则三相总功率为：,（1）接,解：,则三相总功率为：,（2） 接,
