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1、12.1 三相电路三相电路由三相电源、三相负载和三相输电线路三部分构成。三相电路的长处：l 发电方面:比单项电源可提高功率5%;l 输电方面:比单项输电节省钢材25;l 配电方面:三相变压器比单项变压器经济且便于接入负载;l 运电设备:构造简朴、成本低、运营可靠、维护以便。 以上长处使三相电路在动力方面获得了广泛应用,是目前电力系统采用的重要供电方式。三相电路的特殊性: （1）特殊的电源；（2）特殊的负载（3）特殊的连接(）特殊的求解方式 研究三相电路要注意其特殊性。. 对称三相电源的产生三相电源是三个频率相似、振幅相似、相位彼此相差120的正弦电源。一般由三相似步发电机产生，三相绕组在空间互
2、差120，当转子以均匀角速度转动时，在三相绕组中产生感应电压,从而形成对称三相电源。.瞬时值体现式A、B、C三端称为始端，X、Z 三端称为末端。b. 波形图如右图所示。c. 相量表达d.对称三相电源的特点e. 对称三相电源的相序定义:三相电源各相通过同一值(如最大值)的先后顺序。正序（顺序):CA负序(逆序):ACBA（如三相电机给其施加正序电压时正转，反转则要施加反序电压）后来如果不加阐明,一般都觉得是正相序。.三相电源的联接(1）星形联接(Y联接)X, Y, Z接在一起的点称为联接对称三相电源的中性点,用N表达。(2）三角形联接（联接）注意：三角形联接的对称三相电源没有中点。3 三相负载及
3、其联接三相电路的负载由三部分构成,其中每一部分称为一相负载,三相负载也有二种联接方式。（1) 星形联接当时,称三相对称负载。() 三角形联接当时,称三相对称负载。4.三相电路三相电路就是由对称三相电源和三相负载联接起来所构成的系统。工程上根据实际需要可以构成：Y-,Y-Y,Y，-电路。当电源和负载都对称时,称为对称三相电路。三相四线制：三相三线制：12.2 线电压(电流)与相电压(电流）的关系1. 名词简介l 端线(火线)：始端A， ， C 三端引出线。l 中线:中性点引出线, D连接无中线。l 相电压：每相电源的电压。如：l 线电压：端线与端线之间的电压。如:l 线电流：流过端线的电流。 如
4、:l 负载的相电压:每相负载上的电压。如:,l 负载的线电压：负载端线间的电压。如:l 线电流：流过端线的电流。如:l 相电流:流过每相负载的电流。如：. 相电压和线电压的关系a. 联接相电压:线电压:运用相量图得到相电压和线电压之间的关系:一般表达为: 线电压对称(大小相等,相位互差120。可见，对联接的对称三相电源：(1)相电压对称，则线电压也对称(2）线电压大小等于相电压（3） 线电压相位领先相应相电压。 所谓的“相应”：相应相电压用线电压的第一种下标字母标出。如:等。b 联接 线电压等于相应的相电压.注意：l 以上有关线电压和相电压的关系也合用于对称星型负载和三角型负载。l 联接电源始
5、端末端要依次相连。A-Y-C-Xl 对的接法,电源中不会产生环流；错误接法,电源中将会产生环流。3. 相电流和线电流的关系 . Y联接 作图阐明：Y联接时，线电流等于相电流。 联接联接的对称电路:（2)线电流相位滞后相应相电流30。 12.3 对称三相电路的计算对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对称，因而可以引入一特殊的计算措施。1.YY联接(三相三线制）以N点为参照点，对N点列写结点方程：可见:对于三相电路，因N，N两点等电位,可将其短路，且其中电流为零。这样便可将三相电路的计算化为单相电路的计算。负载侧相电压: 也为对称电压。计算电流： 为对称电流。结论：l 电源中点与负载中点等电位
6、。有无中线对电路状况没有影响。l 对称状况下,各相电压、电流都是对称的，可采用一相(相）等效电路计算。其他两相的电压、电流可按对称关系直接写出。l 形联接的对称三相负载,根据相、线电压、电流的关系得:2 YD联接解法1：负载上相电压与线电压相等：相电流:线电流：结论:l 负载上相电压与线电压相等,且对称。l 线电流与相电流对称。线电流是相电流的倍,相位落后相应相电流0。l 根据一相的计算成果，由对称性可得到其他两相成果。解法2:将三相负载经-Y变换，转换成Y-Y接法计算。则：运用前面的结论,解法3：运用计算相电流的一相等效电路。（回路法,取一种回路）.电源为联接时的对称三相电路的计算将电源用Y
7、电源替代,保证其线电压相等。再运用前面的措施计算。小结:对称三相电路的一般计算措施:(1)将所有三相电源、负载都化为等值YY接电路； (2)连接负载和电源中点，中线上若有阻抗可不计;(3)画出单相计算电路,求出一相的电压、电流:(4)根据D接、Y接时线量、相量之间的关系，求出原电路的电流电压。(5) 由对称性，得出其他两相的电压、电流。例：对称三相电源线电压为380V，Z=4+j.8W,Zl 6.+4.8。求负载 的相、线电压和电流。（如右图)解:画出一相计算图如下图。例2. 对称三相负载分别接成Y和D型。求线电流。解：，实际应用：D降压起动。例3. 对称三相电路，电源线电压为38，|Z1|=
8、10W,cs1 =0.(感性),Z2= j0W， ZN=1+j2W。求:线电流、相电流，画出相量图(以相为例)。解:画出一相计算图，根据对称性，得B、相的线电流、相电流:由此可以画出相量图如右图:例:解:消去互感,进行D-Y变换,取相计算电路;负载化为Y接。根据对称性，中性电阻Z短路。12.4 不对称三相电路的概念不对称：电源不对称(不对称限度小，系统保证其对称）；电路参数(负载)不对称状况诸多。讨论对象：电源对称，负载不对称（低压电力网)。分析措施:复杂交流电路分析措施。重要理解:中性点位移。三相负载Z、Zb、不相似。负载各相电压：相量图如右图：中性点位移:负载中点与电源中点不重叠。注意:在
9、电源对称状况下,可以根据中点位移的状况来判断负载端不对称的限度。当中点位移较大时,会导致负载相电压严重不对称,使负载的工作状态不正常。例如：照明电路正常状况下,三相四线制，中线阻抗约为零。而每相负载的工作状况相对独立。则各灯在不同步间开关,就是三相不对称负载状况。若三相三线制, 设A相断路(三相不对称）,则灯泡电压低,灯光灰暗。若A相短路，超过灯泡的额定电压，灯泡也许烧坏。计算短路电流:，可见：短路电流是正常时电流的3倍。结论：1) 负载不对称,电源中性点和负载中性点不等位，中线中有电流，各相电压、电流不存在对称关系；2) 中线不装保险，并且中线较粗。一是减少损耗， 二是加强强度(中线一旦断了
10、,负载不能正常工作)。3) 要消除或减少中点的位移,尽量减少中线阻抗,然而从经济的观点来看，中线不也许做得很粗，应合适调节负载，使其接近对称状况。例1：图示为相序仪电路。阐明测相序的措施。解：应用戴维宁定理 当C变化时，N在半圆上移动。电容断路,在B线中点电容变化,在半圆上运动,因此总满足:若以接电容一相为相，则B相电压比C相电压高。B相灯较亮,相较暗(正序）。据此可测定三相电源的相序。三相电源的相量图如右图所示。例2:如图电路中,电源三相对称。当开关闭合时，电流表的读数均为5A。求:开关S打开后各电流表的读数。解:开关S打开后，表A2的电流数与负载对称时相似。而表A和表A的电流数等于负载对称
11、时的相电流。I2,12.5 三相电路的功率. 对称三相电路功率的计算a. 平均功率(可画负载图解说,如右图的三角接法负载)每相功率：Pp=UIcos 三相总功率: P=3 Pp=3ppoj注意:l j为相电压与相电流的相位差(阻抗角）,不要误觉得是线电压与线电流的相位差。l osj为每相的功率因数,在对称三相制中有csj A= osjB= csj C = csj 。l 公式计算电源发出的功率(或负载吸取的功率)。例1.已知对称三相电路线电压Ul，问负载接成Y和各从电网获取多少功率?解:可见:n 当负载由改接成D时，若线电压不变,则由于相电压与相电流增大倍,因此功率增大3倍。n 若负载的相电压不
12、变,则不管如何连接其功率不变。b. 无功功率QQB+C3Qc. 视在功率可见:n 功率因数也可定义为:cosj / n 这里的,P、Q、S都是指三相总和。n 不对称时j 无意义d. 对称三相负载的瞬时功率 可见:单相：瞬时功率脉动；三相:瞬时功率恒定。 实际应用例:电动机转矩:m ,可以得到均衡的机械力矩。避免了机械振动。. 三相功率的测量1) 三表法三相四线制电路若负载对称，则只需一块表,读数乘以。2) 二表法三相三线制：若1的读数为P1 , W2的读数为 ,则三相总功率为:=P1+P2注意：测量线路的接法是将两个功率表的电流线圈串到任意两相中,电压线圈的同名端接到其电流线圈所串的线上,电压
13、线圈的非同名端接到另一相没有串功率表的线上。（有三种接线方式）证明：设负载是Y型联接=A iA +u B+ uCN iCiA + iBi=0 i=(iA + iB) p= (A u)iA + (uBN uCN）iB = uACiA +BCUACAcosj1 UBo2=P1P2注意：l j1 是uC与i的相位差,j2 是uC与B的相位差。 l 因负载可以变为Y,故上述结论仍成立。结论：1) 只有在三相三线制条件下,才干用二表法,且不管负载对称与否。2) 两表读数的代数和为三相总功率，单块表的读数无意义。3) 按对的极性接线时,若浮现一种表指针反转即读数为负，将其电流线圈极性反接使指针指向正数，但此时读数应记为负值。4) 负载对称状况下，有： 由相量图分析:=P1+P=ACcosj1+UBIB
