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1、第12章 三相电路,12-1 三相电路,12-2 线电压与相电压的关系,12-3 对称三相电路的计算,12-4 不对称三相电路的概念,12-5 三相电路的功率,12-1 三相电路,二.对称三相电源:,1.定义:由三个等幅值、同频率、初相依次相差1200的正弦电压源连接成星形或三角形组成的电源。,一.三相电力系统:,2.瞬时值表达式,三相电源依次称为：A相、B相、C相。,定义:是由三相电源、三相负载和三相输电线路组成的。,3. 相量表示,4.对称三相电源的特点,对于三个频率相同、振幅相同、初相依次相差120o的三相电源，它们的瞬时值之和必为零，或相量之和必为零。,6.对称三相电源的产生,通常由三
2、相同步发电机产生，三相绕组在空间互差120o,当转子转动时，在三相绕组中产生感应电压，从而形成对称三相电源。,三相同步发电机示意图,uA,uB,uC,5.波形图,正序(顺序)：ABCA,负序(逆序)：ACBA,相序的实际意义：对三相电动机，如果相序反了，就会反转。,以后如果不加说明，一般都认为是正相序。,正转,反转,7.对称三相电源的相序：,三相电源中各相电源经过同一值(如最大值)的先后顺序。,三.对称三相电源的两种联接方式,1.星形联接(Y接)：,把三个绕组的末端X、Y、Z接在一起，把始端 A(黄)、B(绿)、C(红)引出来。,几个概念：端线、中线、线电压、相电压、线电流、相电流,端线(火线
3、)：从3个电源的正极性端子A,B,C 向外引出的导线。,中线：中性点N引出线(接地时称地线)。,线电压：(端线)火线与(端线)火线之间的电压。,记为:,相电压：每相电源(负载)的电压。,Y接：,线电流：流过端线(火线)的电流：,相电流：流过每相电源的电流。,Y接：,2.三角形联接( 接)：,三相电压源依次连接成一个回路、再从端子引出端线的接法。,几个概念：端线、中线、线电压、相电压、线电流、相电流,端线(火线)：从3个电源的正极性端子A, B, C 向外引出的导线。,中线： 接无中线。,线电压：(端线)火线与(端线)火线之间的电压。,记为:,相电压：每相电源的电压。,线电流：流过端线(火线)的
4、电流。,相电流：流过每相电源的电流。, 接：,接：,3.三相三线制与三相四线制,三相三线制,三相四线制,一、星形联接,12-2 线电压与相电压的关系,利用相量图得到相电压和线电压之间的关系：,线电压对称(大小相等，相位互差120o),一般表示为：,结论：对Y接法的对称三相电源:,所谓的“对应”：,(1)相电压对称，则线电压也对称。,(3)线电压相位超前对应相电压30o。,计算时若已求出,则可依次写出其它两个线电压。,对应相电压用线电压的第一个下标字母标出。,即线电压等于对应的相电压,二、三角形联接,以形负载为例，说明线电流与相电流的关系：,结论：对接法的对称三相电源(负载):,所谓的“对应”：
5、,(1)相电流对称，则线电流也对称。,(3)线电流相位滞后对应相电流30o。,向量图,线电流用对应相电流的第一个下标字母标出。,关于接还要强调一点：始端末端要依次相连。,正确接法,错误接法,I =0,接电源中不会产生环流。,注意：,0,接电源中将会产生环流。,为此，当将一组三相电源连成三角形时，应先不完全闭合，留下一个开口，在开口处接上一个交流电压表，测量回路中总的电压是否为零。如果电压为零，说明连接正确，然后再把开口处接在一起。,V型接法的电源：若将接的三相电源去掉一相，则线电压仍为对称三相电源。,一、对称三相电路,12-3 对称三相电路的计算,1.对称三相电路：三相电源、三相负载都对称、且
6、端线的阻抗相等的电路。,2.对称三相负载(均衡三相负载)：三个相同负载(负载阻抗模相等，阻抗角相同)以一定方式联接起来。,按电源和负载的不同联接方式可分为YY，Y0Y0，Y， Y，等。,二、对称三相电路的计算,对称三相电路的计算方法是归结到一相正弦电路计算。,1. YY接(三相三线制)，Y0 Y0(三相四线制),3. 对称三相负载的联接：两种基本联接方式,以N点为参考点， 对n点列写节点方程：,即:在对称Y-Y电路中，中线如同开路。,无电流,各相电源和负载中的电流等于线电流。,计算电流：,流过每相负载的电流与流过相应火线的线电流是同一电流，且三相电流也是对称的。,因N、n两点等电位，可将其短路
7、，且其中电流为零。这样便可将三相电路的计算化为一相电路的计算。当求出相应的电压、电流后，再由对称性，可以直接写出其它两相的结果。,分析思路:,一相计算电路：,由一相计算电路可得：,由对称性可写出：,结论：,有无中线对电路情况没有影响。因此，YY接电路与Y0Y0接电路计算方法相同。且中线有阻抗时可短路掉。,对称情况下，各相电压、电流都是对称的，只要算出某一相 的电压、电流，则其他两相的电压、电流可直接写出。,UnN=0，中线电流为零。,可要记住了!,2. Y接,负载上相电压与线电压相等：,通常，初始相位 设为0,0度,计算相电流：,线电流：,结论：,(1)负载上相电压与线电压相等，且对称。,(2
8、)线电流与相电流也是对称的。线电流大小是相电流的 倍，相位落后相应相电流30。,故上述电路也可只计算一相，根据对称性即可得到其余两相结果。,三、小结：,(1). 三相电压、电流均对称。,负载为Y接,线电流与对应的相电流相同。,负载为接,线电压与对应的相电压相同。,(a)将所有三相电源、负载都化为等效YY接电路；,(b)连接各负载和电源中点，中线上若有阻抗可不计；,(c)画出单相计算电路，求出一相的电压、电流：,(e)由对称性，得出其它两相的电压、电流。,（2）对称三相电路的一般计算方法,一相电路中的电压为Y接时的相电压。,一相电路中的电流为线电流。,(d)根据 、Y接线电压、相电压、线电流、相
9、电流之间的关系，求出原电路的电流电压。,例1.,已知对称三相电源线电压为380V，Z=6.4+j4.8， Zl =3+j4。,求负载Z的相电压、线电压和电流。,解：,通常这样设参考相量,求出一相电路的电压和电流后,根据对称性求出其它量。,例2.,一对称三相负载分别接成Y接和接。分别求线电流。,解：,应用：电机启动时Y起动。,选讲,3.讨论对象：电源对称，负载不对称(低压电力网)。,5.主要了解：中性点位移。,12-4 不对称三相电路的概念,一.不对称三相电路,1.定义:构成三相电路的电源、三相负载、以及对应的端线 阻抗中只要有一部分不对称，则称不对称三相电路。,负载各相电压：,三相负载Za、Z
10、b、 Zc不相同。,二.负载不对称三相电路,负载中点N与电源中点N不重合，这个现象称为中性点位移。,在电源对称情况下，可以根据中点位移的情况来判断负载端不对称的程度。当中性点位移较大时，会造成负载相电压严重不对称，可能使负载的工作状态不正常。,相量图：,例1.照明电路:,(1)正常情况下，三相四线制，中线阻抗约为零。,每相负载的工作情况没有相互联系，相对独立。,(2)设中线断了(三相三线制),A相电灯没有接入电路(三相不对称),灯泡未在额定电压下工作，灯光昏暗。,(3)A相短路,超过灯泡的额定电压，灯泡可能烧坏。,结论：(a)照明中线不装保险，并且中线较粗。一是减少损耗，二是加强强度(中线一旦
11、断了，负载就不能正常工作)。,(b)要消除或减少中性点的位移，尽量减少中线阻抗，然而从经济的观点来看，中线不可能做得很粗，应适当调整负载，使其接近对称情况。,1.对称三相电路的平均功率P(有功功率),12-5 三相电路的功率,对称三相负载Z,每相负载吸收的有功功率为Pp=UpIpcos,三相总功率 P=3Pp=3UpIpcos,一.三相功率,注意：,(1)为相电压与相电流的相位差(即阻抗角)，不要误以为是线电压与线电流的相位差。,(2)cos为每相的功率因数，在对称三相制中即三相功率因数： cos A= cos B = cos C = cos 。,(3)电源发出的功率。,Q=QA+QB+QC=
12、 3Qp,2.无功功率,二瓦计法：,这种测量线路的接法是将两个功率表的电流线圈串接到任意两条端线上，而将其电压线圈的非星*点接到第三条端线（此端线上没有功率表）上。,若W1的读数为P1，W2的读数为P2，则 P=P1+P2 即为三相总功率。,两个功率表的读数的代数和等于 三相负载吸收的平均功率。,三相三线制中，不论对称与否,不论Y接或接，都可用二瓦计法测量三相功率,但不能用于不对称三相四线制。,按正确极性接线时，二表中可能有一个表的读数为负，此时功率表指针反转，可将其电流线圈极性反接后，指针指向正数，但此时读数应记为负值。,注意：,两块功率表读数的代数和为三相总功率，每块表的单独读数无意义。,两表法测三相功率的接线方式有三种，注意功率表的同名端。,求：(1)线电流和电源发出总功率； (2)用两表法测电动机负载的功率，画接线图，求两表读数。,解：,例：,Ul =380V，Z1=30+j40，电动机 P=1700W，cosj=0.8(滞后)。,(1),电动机负载：,总电流：,表W1的读数P1：,(2) 两表的读数如图。,P1=UACIA2cos 1 = 3803.23cos( 30+ 36.9 ) =1218.5W,表W2的读数P2：,P2=UBCIB2cos 2= 3803.23cos(+ 156.9-90 ) =481.6W,
