中职-电工基础-10三相正弦交流电

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1、第十章第十章三相正弦交流电路三相正弦交流电路10.1 10.1 三相交流电源三相交流电源10.10.4 4安全用电安全用电10.3 10.3 三相电路的功率三相电路的功率10.2 10.2 三相负载的连接三相负载的连接10.110.1三相交流电源三相交流电源一、三相交流电动势的产生一、三相交流电动势的产生二、三相电源的连接二、三相电源的连接一、三相交流电动势的产生一、三相交流电动势的产生1对称三相电动势对称三相电动势振振幅幅相相等等、频频率率相相同同，在在相相位位上上彼彼此此相相差差 120 的的三三个个电电动动势势称称为为对对称称三三相相电电动动势势。对对称称三三相相电电动动势势瞬瞬时时值值

2、的的数数学学表达式为表达式为 第一相第一相( (U 相相) )电动势：电动势： e1 = Emsin t 第二相第二相( (V 相相) )电动势：电动势： e2 = Emsin( ( t 120 ) ) 第三相第三相( (W 相相) )电动势：电动势：e3 = Emsin( ( t 120 ) )显然，有显然，有 e1 e2 e3= 0。波形图与矢量图如图。波形图与矢量图如图 10-1 所示。所示。图图 10-1对称三相电动势波形图与矢量图对称三相电动势波形图与矢量图 2相序相序三三相相电电动动势势达达到到最最大大值值( (振振幅幅) )的的先先后后次次序序称称为为相相序序。e1 比比 e2

3、超超前前 120 ，e2 比比e3 超超前前 120 ，而而 e3 又又比比 e1 超超前前120 ，称称这这种种相相序序称称为为正正相相序序或或顺顺相相序序；反反之之，如如果果e1比比 e3 超超前前 120 ，e3 比比 e2 超超前前 120 ， e2 比比 e1 超超前前 120 ，称称这种相序为这种相序为负相序负相序或或逆相序逆相序。相相序序是是一一个个十十分分重重要要的的概概念念，为为使使电电力力系系统统能能够够安安全全可可靠靠地地运运行行，通通常常统统一一规规定定技技术术标标准准，一一般般在在配配电电盘盘上上用用黄黄色色标出标出 U 相，用相，用绿色绿色标出标出 V 相，用相，用

4、红色红色标出标出 W 相。相。二、三相电源的连接二、三相电源的连接三三相相电电源源有有星星形形( (亦亦称称 Y形形 ) )联联结结和和三三角角形形( (亦亦称称 形形）联结两种。联结两种。1三相电源的星形三相电源的星形( ( Y 形形) )联结联结 将将三三相相发发电电机机三三相相绕绕组组的的末末端端 U2、V2、W2 ( (相相尾尾) )连连接接在在一一点点，始始端端 U1、V1、W1 ( (相相头头) )分分别别与与负负载载相相连连，这这种种连连接接方方法法称称为为星星形形( (Y 形形) )联结。如图联结。如图 10-2 所示。所示。 图图 10-2三相绕组的星形联结三相绕组的星形联结

5、 从从三三相相电电源源三三个个相相头头 U1、V1、W1 引引出出的的三三根根导导线线称称为为端端线线或或相相线线，俗俗称称火火线线，任任意意两两个个火火线线之之间间的的电电压压称称为为线线电电压压。Y 形形联结的的公公共共连连接接点点 N 称称为为中中性性点点，从从中中点点引引出出的的导导线线称称为为中中性性线线或或零零线线。由由三三根根相相线线和和一一根根中中性性线线组组成的输电方式称为成的输电方式称为三相四线制三相四线制( (通常在低压配电中采用通常在低压配电中采用) )。每每相相绕绕组组始始端端与与末末端端之之间间的的电电压压( (即即相相线线与与中中性性线线之之间间的的电电压压) )

6、称称为为相相电电压压，它它们们的的瞬瞬时时值值用用 u1、u2、u3 来来表表示示，显然这三个相电压也是对称的。相电压大小显然这三个相电压也是对称的。相电压大小( (有效值有效值) )均为均为U1 = U2 = U3 = UP 图图 10-3相电压与线电压的矢量图相电压与线电压的矢量图 任任意意两两相相始始端端之之间间的的电电压压( (即即火火线线与与火火线线之之间间的的电电压压) )称称为为线线电电压压，它它们们的的瞬瞬时时值值用用 u12、u23、u31 来来表表示示。接接法法的的矢矢量量图如图图如图 10-3 所示。所示。 显然三个线电压也是对称的。大小显然三个线电压也是对称的。大小(

7、(有效值有效值) )均为均为线线电电压压比比相相应应的的相相电电压压超超前前 30 ，如如线线电电压压 u12 比比相相电电压压 u1 超超前前 30 ，线线电电压压 u2 3 比比相相电电压压 u2 超超前前 30 ，线线电电压压 u31 比相电压比相电压 u3 超前超前 30 。2三相电源的三角形三相电源的三角形( ( 形形) )联结联结 将将三三相相发发电电机机的的第第二二绕绕组组始始端端 V1 与与第第一一绕绕组组的的末末端端 U2 相相连连，第第三三绕绕组组始始端端 W1 与与第第二二绕绕组组的的末末端端 V2 相相连连，第第一一绕绕组组始始端端 U1 与与第第三三绕绕组组的的末末端

8、端 W2 相相连连，并并从从三三个个始始端端 U1、V1、W1 引引出出三三根根导导线线分分别别与与负负载载相相连连，这这种种连连接接方方法法称称为为三三角角形形( ( 形形) )联结。显然这时线电压等于相电压，即联结。显然这时线电压等于相电压，即UL = UP这这种种没没有有中中性性线线，只只有有三三根根相相线线的的输输电电方方式式称称为为三三相相三三线线制制。 特特别别需需要要注注意意的的是是，在在工工业业用用电电系系统统中中如如果果只只引引出出三三根根导导线线( (三三相相三三线线制制) )，那那么么就就都都是是火火线线( (没没有有中中性性线线) )，这这时时所所说说的的三三相相电电压

9、压大大小小均均指指线线电电压压 UL ；而而民民用用电电源源则则需需要要引出中性线，所说的电压大小均指相电压引出中性线，所说的电压大小均指相电压 UP 。 【例例10-1】已已知知发发电电机机三三相相绕绕组组产产生生的的电电动动势势大大小小均均为为 E = 220 V，试试求求：( (1) ) 三三相相电电源源为为 Y形形 联联结结时时的的相相电电压压 UP 与与线线电电压压 UL；( (2) ) 三三相相电电源源为为 形形联联结结时时的的相相电电压压 UP 与与线线电电压压 UL 。 解解：( (1) ) 三三相相电电源源 Y 形形联联结结：相相电电压压 UP = E = 220 V，线电压

10、线电压 ( (2) ) 三三相相电电源源 形形联联结结：相相电电压压 UP = E = 220 V，线线电电压压UL = UP = 220 V10.210.2三相负载的连接三相负载的连接1 1 三相电压三相电压三相电压三相电压2 2 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路 3 3 负载三角形联结的三相电路负载三角形联结的三相电路负载三角形联结的三相电路负载三角形联结的三相电路WW1 1U U2 2V V1 1U U1 1V V2 2SN+_ _+WW2 2 图图图图5.1.1 5.1.1 三相交流发电机示意图三相交流发电机示意图三相交流发电机示

11、意图三相交流发电机示意图1 三相电压三相电压1. 三相电压的产生三相电压的产生工作原理：动磁生电工作原理：动磁生电工作原理：动磁生电工作原理：动磁生电+_eeU1U2 图图图图5.1.2 5.1.2 三相绕组示意图三相绕组示意图三相绕组示意图三相绕组示意图图图图图5.1.3 5.1.3 每相电枢绕组每相电枢绕组每相电枢绕组每相电枢绕组定子定子转子转子( (尾端尾端尾端尾端) )+e1e2e3U U1 1( (首端首端首端首端) )+ U U2 2V V2 2V V1 1WW1 1WW2 2三相电压瞬时表示式三相电压瞬时表示式三相电压瞬时表示式三相电压瞬时表示式相量表示相量表示相量表示相量表示铁

12、心铁心（作为导磁路经）（作为导磁路经）三相绕组三相绕组匝数相同匝数相同匝数相同匝数相同空间排列互差空间排列互差空间排列互差空间排列互差120120 : 直流励磁的电磁铁直流励磁的电磁铁定子定子转子转子发电机结构发电机结构相量图相量图相量图相量图波形图波形图波形图波形图相量表示相量表示相量表示相量表示U2U1 . .120120120U3 .三相电压瞬时表示式三相电压瞬时表示式三相电压瞬时表示式三相电压瞬时表示式Ou1u2u32 120240360对称三相电动势的瞬时值之和为对称三相电动势的瞬时值之和为 0三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。三相交流电到达

13、正最大值的顺序称为相序。三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。最大值相等最大值相等最大值相等最大值相等频率相同频率相同频率相同频率相同相位互差相位互差相位互差相位互差120120 称为对称三相电动势称为对称三相电动势称为对称三相电动势称为对称三相电动势三个正弦交流电动势满足以下特征三个正弦交流电动势满足以下特征供电系统三相交流电的相序为供电系统三相交流电的相序为供电系统三相交流电的相序为供电系统三相交流电的相序为 L L1 1 L L2 2 L L3 3 N L2 L3L1NU1V1W12. 三相电源的星形联结三相电源的星形联结(1) 联接方式联接方式中性线中性线中性线中性线( (零线、地线零

14、线、地线零线、地线零线、地线) )中性点中性点端线端线端线端线( (相线、火线相线、火线相线、火线相线、火线) )在低压系统在低压系统在低压系统在低压系统, ,中中中中性点通常接地，性点通常接地，性点通常接地，性点通常接地，所以也称地线。所以也称地线。所以也称地线。所以也称地线。相电压相电压相电压相电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压线电压线电压线电压线电压：端线与端线间的电压：端线与端线间的电压：端线与端线间的电压：端线与端线间的电压 Up Ul+(2)(2)线电压

15、与相电压的关系线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系根据根据根据根据KVLKVL定律定律定律定律由相量图可得由相量图可得相量图相量图相量图相量图 30L1NL2L3+同理同理3. 三相电源的三角形联结三相电源的三角形联结+L2L1L32 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路三相负载三相负载三相负载三相负载不对称三相负载：不对称三相负载：不对称三相负载：不对称三相负载： 不满足不满足不满足不满足 Z Z1 1 = =Z Z2 2 = = Z Z3 3 如由单相负载组成的三相负载如由单相负载组成的三相负载如由单相负载组成的三相负载如由单相负载组成的三相负载对称三相负载

16、：对称三相负载：对称三相负载：对称三相负载：Z Z1 1= =Z Z2 2= = Z Z3 3 如如如如三相电动机三相电动机三相电动机三相电动机1. 三相负载三相负载分类分类分类分类单相负载：单相负载：单相负载：单相负载：只需一相电源供电只需一相电源供电只需一相电源供电只需一相电源供电 照明负载、家用电器照明负载、家用电器照明负载、家用电器照明负载、家用电器负载负载负载负载三相负载：三相负载：三相负载：三相负载：需三相电源同时供电需三相电源同时供电需三相电源同时供电需三相电源同时供电 三相电动机等三相电动机等三相电动机等三相电动机等三相负载的联接三相负载的联接三相负载的联接三相负载的联接 三相

17、负载也有三相负载也有三相负载也有三相负载也有 Y Y和和和和 两种接法，至于采用哪种方两种接法，至于采用哪种方两种接法，至于采用哪种方两种接法，至于采用哪种方法法法法 ，要根据负载的额定电压和电源电压确定。，要根据负载的额定电压和电源电压确定。，要根据负载的额定电压和电源电压确定。，要根据负载的额定电压和电源电压确定。三相负载连接原则三相负载连接原则三相负载连接原则三相负载连接原则 (1) (1) 电源提供的电压电源提供的电压电源提供的电压电源提供的电压= =负载的额定电压；负载的额定电压；负载的额定电压；负载的额定电压； (2) (2) 单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。单相负载尽量均衡地

18、分配到三相电源上。单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。L L1 1L L2 2电源电源电源电源L3保险丝保险丝保险丝保险丝三相四线制三相四线制380/220伏伏N N 额定相电压为额定相电压为220伏的单相负载伏的单相负载 额定线电压为额定线电压为380伏的三相负载伏的三相负载+N NN N+Z1Z2Z3 2. 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路线电流：线电流：线电流：线电流：流过端线的电流流过端线的电流流过端线的电流流过端线的电流相电流：相电流：相电流：相电流：流过每相负载的电流流过每相负载的电流流过每相负载的电流流过每相负载的电流结论：结论：结

19、论：结论： 负载负载负载负载 Y Y联联联联结时，线电结时，线电结时，线电结时，线电流等于相电流等于相电流等于相电流等于相电流。流。流。流。Y: Y: 三相三线制三相三线制三相三线制三相三线制Y Y0 0：三相四线制：三相四线制：三相四线制：三相四线制(1) (1) 联结形式联结形式联结形式联结形式N 电源中性点电源中性点N负载中性点负载中性点(2) (2) 负载负载负载负载Y Y联结三相电路的计算联结三相电路的计算联结三相电路的计算联结三相电路的计算1)1)负载端的线电压电源线电压负载端的线电压电源线电压负载端的线电压电源线电压负载端的线电压电源线电压2)2)负载的相电压电源相电压负载的相电

20、压电源相电压负载的相电压电源相电压负载的相电压电源相电压3)3)线电流相电流线电流相电流线电流相电流线电流相电流Y 联结时：联结时：4)4)中线电流中线电流中线电流中线电流负载负载负载负载 Y Y 联结带中性线时联结带中性线时联结带中性线时联结带中性线时, , 可将各相分别看作单相电路计算可将各相分别看作单相电路计算可将各相分别看作单相电路计算可将各相分别看作单相电路计算+N NN N+Z1Z2Z3+N NN N+Z1Z2Z3负载对称时负载对称时,中性线无电流中性线无电流,可省掉中性线。可省掉中性线。(3)(3)对称负载对称负载对称负载对称负载Y Y 联结三相电路的计算联结三相电路的计算联结三

21、相电路的计算联结三相电路的计算所以负载对称时，所以负载对称时，三相电流也对称。三相电流也对称。 负载对称时，负载对称时，只需计算一相电只需计算一相电流，其它两相电流，其它两相电流可根据对称性流可根据对称性直接写出。直接写出。例例1 1：灯组，若灯组，若R1=R2= R3 = 5 ，求线电流及中性线电流，求线电流及中性线电流IN ; 若若R1=5 , R2=10 , R3=20 ,求线电流及中求线电流及中性性 一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电源线电压源线电压 。负载为电。负载为电线电流线电流 IN 。N+N R1R2R3L1L2L3中性线电流中性线

22、电流解：解： 已知：已知：(1) 线电流线电流 三相对称三相对称N+N R1R2R3L1L2L3(2) 三相负载不对称三相负载不对称（R1=5 、R2=10 、R3=20 ） 分别计算分别计算各线电流各线电流中性线电流中性线电流例例例例2 2：照明系统故障分析：照明系统故障分析：照明系统故障分析：照明系统故障分析解解: (1 1) ) A A相短路相短路相短路相短路1) 中性线未断中性线未断 此时此时此时此时 L1 相短路电流相短路电流相短路电流相短路电流很大很大很大很大, , 将将将将L1相熔断丝熔相熔断丝熔相熔断丝熔相熔断丝熔断断断断, , 而而而而 L2 相和相和相和相和 L3 相未相未

23、相未相未受影响，其相电压仍为受影响，其相电压仍为受影响，其相电压仍为受影响，其相电压仍为220V, 220V, 正常工作。正常工作。正常工作。正常工作。 在上例中，试分析下列情况在上例中，试分析下列情况在上例中，试分析下列情况在上例中，试分析下列情况 (1) (1) L1相短路相短路相短路相短路: : 中性线未断时，求各相负载电压；中性线未断时，求各相负载电压；中性线未断时，求各相负载电压；中性线未断时，求各相负载电压； 中性线断开时，求各相负载电压。中性线断开时，求各相负载电压。中性线断开时，求各相负载电压。中性线断开时，求各相负载电压。 (2) (2) L1相断路相断路相断路相断路: :

24、中性线未断时，求各相负载电压；中性线未断时，求各相负载电压；中性线未断时，求各相负载电压；中性线未断时，求各相负载电压； 中性线断开时，求各相负载电压。中性线断开时，求各相负载电压。中性线断开时，求各相负载电压。中性线断开时，求各相负载电压。 R1R3R2L1L2NL3N L L1 1L L2 2N NL L3 3N Ni i1 1i i3i i2 2+ 此情况下，此情况下，此情况下，此情况下，L2相和相和相和相和L3相的电灯组由于承受电压上相的电灯组由于承受电压上相的电灯组由于承受电压上相的电灯组由于承受电压上所加的电压都超过额定电压所加的电压都超过额定电压所加的电压都超过额定电压所加的电压

25、都超过额定电压(220V) (220V) ，这是不允许的。，这是不允许的。，这是不允许的。，这是不允许的。 2) 2) L1相短路相短路相短路相短路, , 中性线断开中性线断开中性线断开中性线断开时时时时, , 此时负载中性点此时负载中性点N N 即为即为即为即为L1, , 因此负载各因此负载各因此负载各因此负载各相电压为相电压为相电压为相电压为 (2) (2) L1相断路相断路相断路相断路 2) 2) 中性线断开中性线断开中性线断开中性线断开 L2 、 L3相灯仍承受相灯仍承受220V电压电压, 正常工作。正常工作。1) 1) 中性线未断中性线未断中性线未断中性线未断变为单相电路，变为单相电

26、路，变为单相电路，变为单相电路，如图如图如图如图(b)(b)所示所示所示所示, , 由图可求得由图可求得由图可求得由图可求得iL2L3u u 2 2u u 3 3+(b)(b) R1R3R2L1L2NL3N 结论结论 （1 1）不对称负载）不对称负载）不对称负载）不对称负载Y Y联结又未接中性线时，负载相电联结又未接中性线时，负载相电联结又未接中性线时，负载相电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。压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。 （2 2） 中

27、线的作用：保证星形联结三相不对称负载的中线的作用：保证星形联结三相不对称负载的中线的作用：保证星形联结三相不对称负载的中线的作用：保证星形联结三相不对称负载的相电压对称。相电压对称。相电压对称。相电压对称。 （3 3）照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供）照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供）照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供）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电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀闸开关。闸开关。闸开关。闸开关。

28、 1. 联结形式联结形式3 负载三角形联结的三相电路负载三角形联结的三相电路线电流线电流线电流线电流: : 流过端线的电流流过端线的电流流过端线的电流流过端线的电流相电流相电流相电流相电流: : 流过每相负载的电流流过每相负载的电流流过每相负载的电流流过每相负载的电流 、 、L1+L2L3i1i2i3Z31Z12Z23线电流不等于相电流线电流不等于相电流线电流不等于相电流线电流不等于相电流(2) 相电流相电流(1) 负载相电压负载相电压=电源线电压电源线电压即即: UP = Ul 一般电源线电压对称，一般电源线电压对称，一般电源线电压对称，一般电源线电压对称，因此不论负载是否对称，因此不论负载

29、是否对称，因此不论负载是否对称，因此不论负载是否对称，负载相电压始终对称负载相电压始终对称负载相电压始终对称负载相电压始终对称, , 即即2. 分析计算分析计算相电流：相电流：线电流：线电流： U U1212= =U U2323= =U U3131= =U Ul l= =U UP PL1+i1i2i3Z31Z12Z23L2L3相量图相量图2312313130负载对称时负载对称时, 相电流对称相电流对称相电流对称相电流对称，即，即，即，即23(3) 线电流线电流由相量图可求得由相量图可求得为此线电流也对称，即为此线电流也对称，即为此线电流也对称，即为此线电流也对称，即 。 线电流比相应的相电流线

30、电流比相应的相电流线电流比相应的相电流线电流比相应的相电流滞后滞后滞后滞后3030 。231231三相负载的联接原则三相负载的联接原则负载的额定电压负载的额定电压 = 电源的线电压电源的线电压应作应作 联结联结负载的额定电压负载的额定电压 = 电源线电压电源线电压应作应作 Y 联结联结 应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与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。电源的联接方式无关。电源的联接方式无关。电源的联接方式无关。 三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三三相电动机

31、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角形，而照明负载一般都联结成星形(具有中性线具有中性线)。4 三相功率三相功率无论负载为无论负载为无论负载为无论负载为 Y Y 或或或或联结，每相有功功率都应为联结，每相有功功率都应为联结，每相有功功率都应为联结，每相有功功率都应为 P Pp p= = U Up p I Ip p coscos p p对称负载对称负载 联结时：联结时： 同理同理对称负载对称负载Y联结时：联结时：相电压与相相电压与相电流的相位差电流的相位差当负载对称时：当负载对称时：P = 3Up Ipcos p所以所以 有一三相电动机有一三相电动机, 每相的等效

32、电阻每相的等效电阻R = 29 , 等效等效 感抗感抗XL=21.8 , 试求下列两种情况下电动机的相电流、试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：线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果： (1) 绕组联成星形接于绕组联成星形接于Ul =380 V的三相电源上的三相电源上; (2) 绕组联成三角形接于绕组联成三角形接于Ul =220 V的三相电源上。的三相电源上。例例1:解解: (1)(2) 比较比较(1), (2)的结果的结果: 有的电动机有两种额定电压有的电动机有两种额定电压, 如如220/380 V。当电源电压为当电源电压为380 V时时,

33、 电动机的绕组应联结成星形；电动机的绕组应联结成星形；当电源电压为当电源电压为220 V时时, 电动机的绕组应联结成三角形。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在三角形和星形两种联结法中, 相电压、相电流相电压、相电流以及功率都未改变以及功率都未改变，仅，仅三角形联结情况下的线电流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比星形联结情况下的线电流增大 倍倍。例例2:(1)各电阻负载的相电流各电阻负载的相电流各电阻负载的相电流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，其它由于三相负载对称，所以只需计算一相，其它由于三相负载对称，所以只需计算一相，其它由于

34、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。两相可依据对称性写出。两相可依据对称性写出。两相可依据对称性写出。L1L2L3 线电压线电压Ul为为380 V的三相电源上，接有两组对称的三相电源上，接有两组对称三相负载：一组是三角形联结的电感性负载，每相三相负载：一组是三角形联结的电感性负载，每相阻抗阻抗 ; 另一组是星形联结的电阻性另一组是星形联结的电阻性负载，每相电阻负载，每相电阻R =10 , 如图所示。试求：如图所示。试求：(1)各组负载的相电流；各组负载的相电流；(2)(2) 电路线电流；电路线电流；(3) 三相有功功率。三相有功功率。设设解：解：负载星形联接时，其线电流为

35、负载星形联接时，其线电流为负载星形联接时，其线电流为负载星形联接时，其线电流为负载三角形联解时，其相电流为负载三角形联解时，其相电流为负载三角形联解时，其相电流为负载三角形联解时，其相电流为(2) (2) 电路线电流电路线电流电路线电流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) (3) 三相电路的有功功率三相电路的有功功率三相电路的有功功率三相电路的有功功率-30o-67o-46.7o 三相对称负载作三角形联结，三相对称负载作三角形联结，Ul

36、 =220V，当，当S1、 S2 均闭合时，各电流表读数均为均闭合时，各电流表读数均为17.3A，三相功率，三相功率 P = 4.5 kW，试求，试求: 1) 每相负载的电阻和感抗；每相负载的电阻和感抗； 2) S1合、合、S2断开时断开时, 各电流表读数和有功功率各电流表读数和有功功率P； 3) S 1断、断、S 2闭合时闭合时, 各电流表读数和有功功率各电流表读数和有功功率P。例例3：AZ Z3131AAS S1 1S2Z12Z23L L3 3L L1 1L L2 2或：或：P =I 2R P =UIcos tg =XL / R 解：解：(1) 由已知条件可求得由已知条件可求得AZ Z31

37、31AAS S1 1S2Z12Z23L L3 3L L1 1L L2 2(2) S1闭合、闭合、S2断开时断开时 I1 = I3 = 10A I2 =17.32 A 流过电流表流过电流表 L L1 1 、 L L3 3的电流变为相电流的电流变为相电流 IP，流过电流表流过电流表L L2 2 的电流仍的电流仍为线电流为线电流Il 。因为开关因为开关S均闭合时均闭合时 每相有功功率每相有功功率 P =1.5 kW 当当 S1合、合、S2断时，断时，Z12、Z23 的相电压和相电流不的相电压和相电流不变，则变，则P12、P23不变。不变。P = P12+P23 = 3 kWAZ Z3131AAS S

38、1 1S2Z12Z23L L3 3L L1 1L L2 2A2 = 0A (3) S(3) S1 1断开、断开、断开、断开、 S S2 2闭合时闭合时闭合时闭合时变为单相电路变为单相电路变为单相电路变为单相电路Z Z1212Z Z2323Z Z3131L L1 1L L3 3I1I2 I1 仍为相电流仍为相电流仍为相电流仍为相电流 IP ， I2 变为变为变为变为 1/2 IP 。 A1=A3 =10 A+ 5 A= 15A I2 变为变为变为变为 1/2 IP，所以所以所以所以 L L1 1L L2 2、 L L2 2L L3 3 相的功率变为原来的相的功率变为原来的相的功率变为原来的相的功

39、率变为原来的1/4 。 P = 1/4 P12+ 1/4 P23 +P31 = 0.375 W+ 0.375 W+ 1.5 W = 2.25 kWAZ Z3131AAS1 1S2Z12Z23L L3 3L L1 1L L2 2 某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装40404040瓦瓦瓦瓦 日日日日光灯光灯光灯光灯210210盏盏盏盏(cos(cos 1 1= =0.50.5) )，6060瓦白炽灯瓦白炽灯瓦白炽灯瓦白炽灯9090盏盏盏盏(c(cosos 2 2=1),=1), 它们的额定

40、电压都是它们的额定电压都是它们的额定电压都是它们的额定电压都是220V220V，由，由，由，由380V380V/ / / /220V220V的电网供电。的电网供电。的电网供电。的电网供电。试分配其负载并指出应如何接入电网。这种情况下试分配其负载并指出应如何接入电网。这种情况下试分配其负载并指出应如何接入电网。这种情况下试分配其负载并指出应如何接入电网。这种情况下, , , ,线线线线路电流为多少？路电流为多少？路电流为多少？路电流为多少？例例例例4 4：解解解解: : (1) (1) 该照明系统与电网连接图该照明系统与电网连接图该照明系统与电网连接图该照明系统与电网连接图N NL L1 130

41、30盏盏盏盏+7070盏盏盏盏L L2 2L L3 3解解解解: : (1) (1) 该照明系统与电网连接图该照明系统与电网连接图该照明系统与电网连接图该照明系统与电网连接图V (2) (2) 计算线电流计算线电流计算线电流计算线电流U .设设=220 0N NL L1 13030盏盏盏盏+7070盏盏盏盏L L2 2L L3 3L L1 1N N三层三层二层二层一层一层+L L2 2L L3 3例例例例5 5： 某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼所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

42、原因？这楼的电灯是如何联接的？同时发问这是什么原因？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，这又是什么原因是什么原因？解解解解: : (1) (1) 本系统供电线路图本系统供电线路图本系统供电线路图本系统供电线路图P (2) 当当P处断开时，二、三层楼的灯串联接处断开时，二、三层楼的灯串联接380V 电压，电压，所所以以亮度变暗，但一层楼的灯仍承受亮度变暗，但一层楼的灯仍承受220V电压亮度不电压亮度不变。变。(3) 因为因为三楼灯多于二楼灯即三楼灯多于二楼灯即 R R3 3 R R2 2 , 所以三楼灯比所以三楼灯

43、比二楼灯暗。二楼灯暗。解：解：解：解：(1)(1)本系统供电线路图本系统供电线路图本系统供电线路图本系统供电线路图P L L1 1N N三层三层二层二层一层一层+L L2 2L L3 310.10.4 4安全用电安全用电一、电流对人体的作用一、电流对人体的作用二、常用的安全措施二、常用的安全措施一、电流对人体的作用一、电流对人体的作用人人体体因因触触及及高高电电压压的的带带电电体体而而承承受受过过大大的的电电流流，以以致致引引起起死死亡亡或或局局部部受受伤伤的的现现象象称称为为触触电电。触触电电对对人人体体的的伤伤害害程程度度，与与流流过过人人体体电电流流的的频频率率、大大小小、通通电电时时间

44、间的的长长短短、电电流流流流过过人体的途径以及触电者本人的情况有关。人体的途径以及触电者本人的情况有关。 触触电电事事故故表表明明，频频率率为为 50 100 Hz 的的电电流流最最危危险险，通通过过人人体体的的电电流流超超过过 50 mA( (工工频频) )时时，就就会会产产生生呼呼吸吸困困难难、肌肌肉肉痉痉挛挛、中中枢枢神神经经遭遭受受损损害害从从而而使使心心脏脏停停止止跳跳动动以以至至死死亡亡，电电流流流流过大脑或心脏时，最容易造成死亡事故。过大脑或心脏时，最容易造成死亡事故。触触电电伤伤人人的的主主要要因因素素是是电电流流，但但电电流流值值又又决决定定于于作作用用到到人体上的电压和人体

45、的电阻值。人体上的电压和人体的电阻值。通通常常人人体体的的电电阻阻为为 800 至至几几万万欧欧不不等等。通通常常规规定定 36 V 以下的电压为以下的电压为安全电压安全电压，对人体安全不构成威胁。，对人体安全不构成威胁。 常常见见的的触触电电方方式式有有单单相相触触电电和和两两相相触触电电。人人体体同同时时接接触触两两根根相相线线，形形成成两两相相触触电电，这这时时人人体体受受 380 V 的的线线电电压压作作用用，最为危险。最为危险。单单相相触触电电是是人人体体在在地地面面上上，而而触触及及一一根根相相线线，电电流流通通过过人人体体流流入入大大地地造造成成触触电电。此此外外，某某些些电电气

46、气设设备备由由于于导导电电绝绝缘缘破损而漏电时，人体触及外壳也会发生触电事故。破损而漏电时，人体触及外壳也会发生触电事故。二、常用的安全措施二、常用的安全措施为为防防止止发发生生触触电电事事故故，除除应应注注意意开开关关必必须须安安装装在在相相线线上上以以及合理选择导线与熔丝外，还必须采取以下防护措施。及合理选择导线与熔丝外，还必须采取以下防护措施。 ( (1) )正正确确安安装装用用电电设设备备 电电气气设设备备要要根根据据说说明明和和要要求求正正确确安安装装，不不可可马马虎虎。带带电电部部分分必必须须有有防防护护罩罩或或放放到到不不易易接接触触到到的高处，以防触电。的高处，以防触电。( (

47、2) )电电气气设设备备的的保保护护接接地地 把把电电气气设设备备的的金金属属外外壳壳用用导导线线和和埋埋在在地地中中的的接接地地装装置置连连接接起起来来，称称为为保保护护接接地地，适适用用于于中中性性点点不不接接地地的的低低压压系系统统中中。电电气气设设备备采采用用保保护护接接地地以以后后，即即使使外外壳壳因因绝绝缘缘不不好好而而带带电电，这这时时工工作作人人员员碰碰到到机机壳壳就就相相当当于于人人体体和和接接地地电电阻阻并并联联，而而人人体体的的电电阻阻远远比比接接地地电电阻阻大大，因因此此，流过人体的电流就很微小，保证了人身安全。流过人体的电流就很微小，保证了人身安全。( (3) )电电

48、气气设设备备的的保保护护接接零零 保保护护接接零零就就是是在在电电源源中中性性点点接接地地的的三三相相四四线线制制中中，把把电电气气设设备备的的金金属属外外壳壳与与中中性性线线连连接接起起来来。这这时时，如如果果电电气气设设备备的的绝绝缘缘损损坏坏而而碰碰壳壳，由由于于中中性性线线的的电电阻阻很很小小，所所以以，短短路路电电流流很很大大，立立即即使使电电路路中中的的熔熔断断丝丝烧烧断，切断电源，从而消除触电危险断，切断电源，从而消除触电危险 。 ( (4) )使使用用漏漏电电保保护护装装置置 漏漏电电保保护护装装置置的的作作用用主主要要是是防防止止由由漏漏电电引引起起的的触触电电事事故故和和单

49、单相相触触电电事事故故；其其次次是是防防止止由由漏漏电电引引起起火火灾灾事事故故以以及及监监视视或或切切除除一一相相接接地地故故障障。有有的的漏漏电电保保护护装置还能切除三相电动机的断相运行故障。装置还能切除三相电动机的断相运行故障。单元小结单元小结单元介绍了电路的基本概念，内容包括：单元介绍了电路的基本概念，内容包括：一、三相电源一、三相电源二、安全用电二、安全用电最最大大值值相相等等、频频率率相相同同，在在相相位位上上彼彼此此相相差差 120 的的三三个个电电动动势势称称为为对对称称三三相相电电动动势势。对对称称三三相相电电动动势势瞬瞬时时值值的的数数学学表表达式为达式为 第一相第一相(

50、(U 相相) )电动势：电动势： e1 = Emsin( ( t) ) 第二相第二相( (V 相相) )电动势：电动势： e2 = Emsin( ( t 120 ) ) 第三相第三相( (W 相相) )电动势：电动势： e3 = Emsin( ( t 120 ) )三三相相电电源源中中的的绕绕组组有有星星形形( (亦亦称称 Y) )联联结结和和三三角角形形( (亦亦称称 ) )联联结两种。结两种。一、三相电源一、三相电源1触电方式触电方式 人人体体因因触触及及高高电电压压的的带带电电体体而而承承受受过过大大的的电电流流，以以致致引引起起死死亡亡或或局局部部受受伤伤的的现现象象称称为为触触电电。

51、触触电电对对人人体体的的伤伤害害程程度度，与与流流过过人人体体电电流流的的频频率率、大大小小、通通电电时时间间的的长长短短、电电流流流流过过人人体体的的途途径径、以以及及触触电电者者本本人人的的情情况况有有关关。通通常常规规定定 36 V 以以下下的的电电压为压为安全电压安全电压。 常常见见的的触触电电方方式式有有单单相相触触电电和和两两相相触触电电。人人体体同同时时接接触触两两根根相相线线，形形成成两两相相触触电电，这这时时人人体体受受 380 V 的的线线电电压压作作用用，最最为为危危险险。单单相相触触电电是是人人体体在在地地面面上上，而而触触及及一一根根相相线线，电电流流通通过过人人体体流流入入大大地地造造成成触触电电。此此外外，某某些些电电气气设设备备由由于于导导电电绝绝缘缘破损而漏电时，人体触及外壳也会发生触电事故。破损而漏电时，人体触及外壳也会发生触电事故。二、安全用电二、安全用电2安全措施安全措施 为为防防止止发发生生触触电电事事故故，除除应应注注意意开开关关必必须须安安装装在在火火线线上上以以及及合合理理选选择择导导线线与与熔熔丝丝外外，还还必必须须采采取取必必要要的的防防护护措措施施，例例如如正正确确安安装装用用电电设设备备、对对电电气气设设备备做做保保护护接接地地、保保护护接接零零、使用漏电保护装置等。使用漏电保护装置等。