1、第5章 三相電路5.1 三相電壓5.2 負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路5.3 負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路5.4 三相功率第4章 三相電路本章要求： 1. 搞清對(duì)稱三相負(fù)載Y和聯(lián)結(jié)時(shí)相線電壓、相線 電流關(guān)系。 2. 掌握三相四線制供電系統(tǒng)中單相及三相負(fù)載的正 確聯(lián)接方法，理解中線的作用。 3. 掌握對(duì)稱三相電路電壓、電流及功率的計(jì)算。 圖4.1.1 三相交流發(fā)電機(jī)示意圖5.1 三相電壓1. 三相電壓的產(chǎn)生工作原理：動(dòng)磁生電(尾端)+eAeBeCXABYCZ(首端)+ +_eeAX 圖4.1.2 三相繞組示意圖圖4.1.3電樞繞組及其電動(dòng)勢(shì)定子轉(zhuǎn)子ZAXYNSC-+B三相電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表示式相量表示鐵心（作為導(dǎo)

2、磁路經(jīng)）三相繞組匝數(shù)相同空間排列互差120: 直流勵(lì)磁的電磁鐵定子轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)相量圖波形圖e0eAeBeC2120240360相量表示EBEA.120120120EC.三相電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表示式對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值之和為 0三相交流電到達(dá)正最大值的順序稱為相序。最大值相等頻率相同相位互差120稱為對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)三個(gè)正弦交流電動(dòng)勢(shì)滿足以下特征供電系統(tǒng)三相交流電的相序?yàn)?A B C2. 三相電源的星形聯(lián)結(jié)(1) 聯(lián)接方式中性線(零線、地線)中性點(diǎn)端線(相線、火線)在低壓系統(tǒng),中性點(diǎn)通常接地，所以也稱地線。相電壓：端線與中性線間（發(fā)電機(jī)每相繞組）的電壓線電壓：端線與端線間的電壓、Up+、UlXYZNB

3、CAeA+eC+eB+(2) 線電壓與相電壓的關(guān)系根據(jù)KVL定律由相量圖可得相量圖 30AXYZNBCeA+eC+eB+同理3. 三相電源的三角形聯(lián)結(jié)+BAC4.2 負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路三相負(fù)載不對(duì)稱三相負(fù)載： 不滿足 ZA =ZB = ZC 如由單相負(fù)載組成的三相負(fù)載對(duì)稱三相負(fù)載：ZA=ZB= ZC 如三相電動(dòng)機(jī)1. 三相負(fù)載分類單相負(fù)載：只需一相電源供電 照明負(fù)載、家用電器負(fù)載三相負(fù)載：需三相電源同時(shí)供電 三相電動(dòng)機(jī)等三相負(fù)載的聯(lián)接 三相負(fù)載也有 Y和 兩種接法，至于采用哪種方法 ，要根據(jù)負(fù)載的額定電壓和電源電壓確定。三相負(fù)載連接原則（1） 電源提供的電壓=負(fù)載的額定電壓；（2） 單相負(fù)

4、載盡量均衡地分配到三相電源上。AB電源C保險(xiǎn)絲三相四線制380/220伏N 額定相電壓為220伏的單相負(fù)載 額定線電壓為380伏的三相負(fù)載 2. 負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路線電流：流過端線的電流相電流：流過每相負(fù)載的電流結(jié)論： 負(fù)載 Y聯(lián)結(jié)時(shí)，線電流等于相電流。Y: 三相三線制Y0：三相四線制(1) 聯(lián)結(jié)形式+ZBZCZANN+N 電源中性點(diǎn)N負(fù)載中性點(diǎn)(2) 負(fù)載Y聯(lián)結(jié)三相電路的計(jì)算1)負(fù)載端的線電壓電源線電壓2)負(fù)載的相電壓電源相電壓3)線電流相電流Y 聯(lián)結(jié)時(shí)：4)中線電流負(fù)載 Y 聯(lián)結(jié)帶中性線時(shí), 可將各相分別看作單相電路計(jì)算+ZBZCZANN+負(fù)載對(duì)稱時(shí),中性線無(wú)電流,可省掉中性線。(3)

5、 對(duì)稱負(fù)載Y 聯(lián)結(jié)三相電路的計(jì)算所以負(fù)載對(duì)稱時(shí)，三相電流也對(duì)稱。 負(fù)載對(duì)稱時(shí)，只需計(jì)算一相電流，其它兩相電流可根據(jù)對(duì)稱性直接寫出。+ZBZCZANN+例1：N+NRARBRCACB若RA=RB= RC = 5 ，求線電流及中性線電若RA=5 , RB=10 , RC=20 ,求線電流及 一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對(duì)稱。設(shè)電源線電壓 。 負(fù)載為電燈組，流 IN ;中性線電流 IN 。中性線電流解：已知：N+NRARBRCACB(1) 線電流 三相對(duì)稱(2) 三相負(fù)載不對(duì)稱（RA=5 、RB=10 、RC=20 ） 分別計(jì)算各線電流中性線電流例2：照明系統(tǒng)故障分析解: (1) A相短路1) 中

6、性線未斷NRARCRBABNC 此時(shí)A相短路電流很大，將A相熔斷絲熔斷，而 B相和C相未受影響，其相電壓仍為220V, 正常工作。 在上例中，試分析下列情況 (1) A相短路: 中性線未斷時(shí)，求各相負(fù)載電壓； 中性線斷開時(shí)，求各相負(fù)載電壓。 (2) A相斷路: 中性線未斷時(shí)，求各相負(fù)載電壓； 中性線斷開時(shí)，求各相負(fù)載電壓。 此情況下，B相和C相的電燈組由于承受電壓上所加的電壓都超過額定電壓（220V) ，這是不允許的。 2) A相短路, 中性線斷開時(shí), 此時(shí)負(fù)載中性點(diǎn)N即為A, 因此負(fù)載各相電壓為ABNCNiAiCiB+ (2) A相斷路 2) 中性線斷開 B、C相燈仍承受220V電壓, 正常

7、工作。1) 中性線未斷變?yōu)閱蜗嚯娐?，如圖(b)所示, 由圖可求得IBCUAUB+(b)NRARCRBABNC(a)結(jié)論 （1）不對(duì)稱負(fù)載Y聯(lián)結(jié)又未接中性線時(shí)，負(fù)載相電壓不再對(duì)稱，且負(fù)載電阻越大，負(fù)載承受的電壓越高。 （2） 中線的作用：保證星形聯(lián)結(jié)三相不對(duì)稱負(fù)載的相電壓對(duì)稱。 （3）照明負(fù)載三相不對(duì)稱，必須采用三相四線制供電方式，且中性線（指干線）內(nèi)不允許接熔斷器或刀閘開關(guān)。 例3:求例1電路中性線斷開時(shí)負(fù)載的相電壓及相電流。則節(jié)點(diǎn)電壓負(fù)載電壓NNRBRC.RA+解：設(shè)可見： 1. 不對(duì)稱三相負(fù)載做星形聯(lián)結(jié)且無(wú)中性線時(shí), 三相負(fù)載的相電壓不對(duì)稱。 2. 照明負(fù)載三相不對(duì)稱，必須采用三相四線制供

8、電方式，且中性線上不允許接刀閘和熔斷器。 1. 聯(lián)結(jié)形式4.3 負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路線電流: 流過端線的電流相電流: 流過每相負(fù)載的電流 、 、ZABZBCZCAACB+線電流不等于相電流(2) 相電流(1) 負(fù)載相電壓=電源線電壓即: UP = UL 一般電源線電壓對(duì)稱，因此不論負(fù)載是否對(duì)稱，負(fù)載相電壓始終對(duì)稱, 即2. 分析計(jì)算ZABZBCZCAACB+相電流：線電流： UAB=UBC=UCA=Ul=UP相量圖BCABCABCABCA30負(fù)載對(duì)稱時(shí), 相電流對(duì)稱，即BC(3) 線電流由相量圖可求得為此線電流也對(duì)稱，即 。 線電流比相應(yīng)的相電流滯后30。三相負(fù)載的聯(lián)接原則負(fù)載的額定電壓

9、= 電源的線電壓應(yīng)作 聯(lián)結(jié)負(fù)載的額定電壓 = 電源線電壓應(yīng)作 Y 聯(lián)結(jié) 應(yīng)使加于每相負(fù)載上的電壓等于其額定電壓，而與電源的聯(lián)接方式無(wú)關(guān)。 三相電動(dòng)機(jī)繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以聯(lián)結(jié)成三角形，而照明負(fù)載一般都聯(lián)結(jié)成星形（具有中性線）。4.4 三相功率無(wú)論負(fù)載為 Y 或聯(lián)結(jié)，每相有功功率都應(yīng)為 Pp= Up Ip cosp對(duì)稱負(fù)載 聯(lián)結(jié)時(shí)： 同理對(duì)稱負(fù)載Y聯(lián)結(jié)時(shí)：相電壓與相電流的相位差當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)：P = 3Up Ipcosp所以正誤判斷對(duì)稱負(fù)載 Y聯(lián)結(jié)+ZBZCZANN+對(duì)稱負(fù)載 Y聯(lián)結(jié)正誤判斷 有一三相電動(dòng)機(jī), 每相的等效電阻R = 29, 等效 感抗XL=21.8, 試求下列兩種情況下電動(dòng)機(jī)的

10、相電流、 線電流以及從電源輸入的功率，并比較所得的結(jié)果： (1) 繞組聯(lián)成星形接于UL =380 V的三相電源上; (2) 繞組聯(lián)成三角形接于UL=220 V的三相電源上。例1:解:(1)(2) 比較(1), (2)的結(jié)果: 有的電動(dòng)機(jī)有兩種額定電壓, 如220/380 V。當(dāng)電源電壓為380 V時(shí), 電動(dòng)機(jī)的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成星形；當(dāng)電源電壓為220 V時(shí), 電動(dòng)機(jī)的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成三角形。在三角形和星形兩種聯(lián)結(jié)法中, 相電壓、相電流以及功率都未改變，僅三角形聯(lián)結(jié)情況下的線電流比星形聯(lián)結(jié)情況下的線電流增大 倍。例2:各電阻負(fù)載的相電流 由于三相負(fù)載對(duì)稱，所以只需計(jì)算一相，其它兩相可依據(jù)對(duì)稱性寫出。AB

11、C 線電壓Ul為380 V的三相電源上，接有兩組對(duì)稱三相電源：一組是三角形聯(lián)結(jié)的電感性負(fù)載，每相阻抗 ; 另一組是星形聯(lián)結(jié)的電阻性負(fù)載，每相電阻R =10, 如圖所示。試求：各組負(fù)載的相電流；(2) 電路線電流；(3) 三相有功功率。設(shè)解：負(fù)載星形聯(lián)接時(shí)，其線電流為負(fù)載三角形聯(lián)解時(shí)，其相電流為(2) 電路線電流一相電壓與電流的相量圖如圖所示一相電壓與電流的相量圖如圖所示(3) 三相電路的有功功率-30o-67o-46.7o 三相對(duì)稱負(fù)載作三角形聯(lián)結(jié)，UL =220V，當(dāng)S1、 S2 均閉合時(shí)，各電流表讀數(shù)均為17.3A，三相功率 P = 4.5 kW，試求: 1) 每相負(fù)載的電阻和感抗； 2)

12、 S1合、S2斷開時(shí), 各電流表讀數(shù)和有功功率P； 3) S 1斷、S 2閉合時(shí), 各電流表讀數(shù)和有功功率P。例3：ZCAAAAS1S2ZABZBCCAB或：P =I 2R P =UIcostg =XL / R 解：(1) 由已知條件可求得ZCAAAAS1S2ZABZBCCAB2) S1閉合、S2斷開時(shí) IA=IC =10A IB =17.32 A 流過電流表 A、C 的電流變?yōu)橄嚯娏?IP，流過電流表B 的電流仍為線電流IL 。因?yàn)殚_關(guān)s均閉合時(shí) 每相有功功率 P =1.5 kW 當(dāng) S1合、S2斷時(shí)，ZAB、ZBC 的相電壓和相電流不變，則PAB、PBC不變。P = PAB+PBC = 3

13、 kWS1AAAS2ZABZCAZBCCABIB = 0A 3) S1斷開、 S2閉合時(shí)變?yōu)閱蜗嚯娐穁ABZBCZCAACI1I2 I1 仍為相電流 IP ， I2 變?yōu)?1/2 IP 。 IA=IC =10 A+ 5 A= 15A I2 變?yōu)?1/2 IP，所以 AB、 BC 相的功率變?yōu)樵瓉淼?/4 。 P = 1/4 PAB+ 1/4 PBC +PCA = 0.375 W+ 0.375 W+ 1.5 W = 2.25 kWAAAS1S2ZABZBCZCAABC 某大樓為日光燈和白熾燈混合照明，需裝40瓦 日光燈210盞(cos1=0.5)，60瓦白熾燈90盞(cos2=1), 它們的額定電壓都是220V，由380V/220V的電網(wǎng)供電。試分配其負(fù)載并指出應(yīng)如何接入電網(wǎng)。這種情況下,線路電流為多少？例4：解: (1) 該照明系統(tǒng)與電網(wǎng)連接圖NABC30盞+70盞解: (1) 該照明系統(tǒng)與電網(wǎng)連接圖NABC30盞+70盞V (2) 計(jì)算線電流U .設(shè) =220 0例5： 某大樓電燈發(fā)生故障，第二層樓和第三層樓所有電燈都突