第7章三相交流電路

7.1

三相交流電路的基本概念

7.2

負載的星形聯(lián)結(jié)和三角形聯(lián)結(jié)

7.3

對稱三相交流電路7.5

三相交流電路的功率

7.4

不對稱三相交流電路第7章三相交流電路本章重點、難點：

1.搞清對稱三相負載Y和△聯(lián)結(jié)時相線電壓、相線電流關(guān)系。

2.掌握三相四線制供電系統(tǒng)中單相及三相負載的正確聯(lián)接方法，理解中線的作用。

3.掌握對稱三相電路電壓、電流及功率的計算。圖7.1.1三相交流發(fā)電機示意圖7.1

三相交流電路的基本概念1.三相電壓的產(chǎn)生工作原理：動磁生電(尾端)+eAeBeCXABYCZ(首端)++––

–++__eeAX?圖7.1.2三相繞組示意圖圖7.1.3電樞繞組及其電動勢定子轉(zhuǎn)子ZAXYNSC-+B???三相電動勢瞬時表示式相量表示鐵心（作為導磁路經(jīng)）三相繞組匝數(shù)相同空間排列互差120:直流勵磁的電磁鐵定子轉(zhuǎn)子發(fā)電機結(jié)構(gòu)對稱三相電動勢的瞬時值之和為0三相交流電到達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°稱為對稱三相電動勢三個正弦交流電動勢滿足以下特征供電系統(tǒng)三相交流電的相序為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)中性點端線(相線、火線)在低壓系統(tǒng),中性點通常接地，所以也稱地線。相電壓：端線與中性線間（發(fā)電機每相繞組）的電壓線電壓：端線與端線間的電壓、Up–+–++–、UlXYZNBCAeA+–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30°AXYZNBCeA+–eC+–eB+–+–+–+––+–+–+同理3.三相電源的三角形聯(lián)結(jié)–++–+BAC–教材127頁，例7.1，自學。7.2負載的星形連接和三角形連接三相負載不對稱三相負載：不滿足ZA=ZB

=

ZC

如由單相負載組成的三相負載對稱三相負載：ZA=ZB=

ZC

如三相電動機一.三相負載分類單相負載：只需一相電源供電

照明負載、家用電器負載三相負載：需三相電源同時供電

三相電動機等三相負載的聯(lián)接

三相負載也有Y和兩種接法，至于采用哪種方法，要根據(jù)負載的額定電壓和電源電壓確定。三相負載連接原則

（1）電源提供的電壓=負載的額定電壓；

（2）單相負載盡量均衡地分配到三相電源上。AB電源C保險絲三相四線制380/220伏N

額定相電壓為220伏的單相負載

額定線電壓為380伏的三相負載二.負載星形聯(lián)結(jié)的三相電路線電流：流過端線的電流相電流：流過每相負載的電流結(jié)論：負載Y聯(lián)結(jié)時，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+ZBZCZAN'N++–––N電源中性點N′負載中性點(2)負載Y聯(lián)結(jié)三相電路的計算1)負載端的線電壓＝電源線電壓2)負載的相電壓＝電源相電壓3)線電流＝相電流Y

聯(lián)結(jié)時：4)中線電流負載Y聯(lián)結(jié)帶中性線時,可將各相分別看作單相電路計算+ZBZCZAN'N++–––負載對稱時,中性線無電流,

可省掉中性線。(教材128頁的推導考慮了導線的阻抗。)(3)

對稱負載Y聯(lián)結(jié)三相電路的計算所以負載對稱時，三相電流也對稱。負載對稱時，只需計算一相電流，其它兩相電流可根據(jù)對稱性直接寫出。+ZBZCZAN'N++–––正誤判斷對稱負載Y聯(lián)結(jié)+ZBZCZAN'N++–––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，電源電壓對稱。設(shè)電源線電壓。負載為電燈組，流IN;中性線電流IN。中性線電流解：已知：N+++–––NRARBRCACB(1)線電流三相對稱(2)三相負載不對稱（RA=5、RB=10、RC=20）

分別計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)中性線未斷

NRARCRBABNC此時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，求各相負載電壓；中性線斷開時，求各相負載電壓。

(2)A相斷路:中性線未斷時，求各相負載電壓；中性線斷開時，求各相負載電壓。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,此時負載中性點N′即為A,因此負載各相電壓為

ABNCN′iAiCiB+++–––

(2)A相斷路2)中性線斷開

B、C相燈仍承受220V電壓,正常工作。1)中性線未斷變?yōu)閱蜗嚯娐?，如圖(b)所示,由圖可求得IBCU′AU′B+––+(b)

NRARCRBABNC(a)結(jié)論

（1）中線的作用：保證星形聯(lián)結(jié)三相不對稱負載的相電壓對稱。（2）照明負載三相不對稱，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7-2

圖示對稱三相電路，對稱三相電源的相電壓為220V，對稱三相負載阻抗，輸電線阻抗，求三相負載的電壓和電流。解：設(shè)，畫出A相的單相等效電路圖，求A相的線電流A’B’C’根據(jù)對稱性可寫出A相負載的相電壓同樣根據(jù)對稱性可寫出A、B二相負載間的線電壓根據(jù)對稱性可寫出1.聯(lián)結(jié)形式三.負載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路線電流:

流過端線的電流相電流:

流過每相負載的電流

、、ZABZBCZCAACB+++–––線電流不等于相電流(2)相電流(1)負載相電壓=電源線電壓即:UP

=UL一般電源線電壓對稱，因此不論負載是否對稱，負載相電壓始終對稱,即2.分析計算ZABZBCZCAACB+++–––相電流：線電流：UAB=UBC=UCA=Ul=UP相量圖BCABCABCABCA30°負載對稱時,相電流對稱，即BC(3)線電流由相量圖可求得為此線電流也對稱，即。

線電流比相應(yīng)的相電流滯后30。例7-3

對稱三相電路如圖所示。已知，對稱線電壓。求負載的線電流、線電壓和相電流。解：將原電路化為對稱的星形系統(tǒng)，如圖（b)所示。設(shè)，并做單相圖如圖（c），線電流為星形負載的相電壓為負載端的線電壓為三角形負載中的相電流為電源不對稱（不對稱程度小，系統(tǒng)保證其對稱)。電路參數(shù)(負載)不對稱情況很多。電源對稱，負載不對稱(低壓電力網(wǎng))。分析方法不對稱復雜交流電路分析方法。主要了解：中性點位移。7.4不對稱三相電路的概念討論對象負載各相電壓：三相負載Za、Zb、Zc不相同。N’+–N+–+–ZNZaZbZcACB負載中點與電源中點不重合。

在電源對稱情況下，可以根據(jù)中點位移的情況來判斷負載端不對稱的程度。當中點位移較大時，會造成負載相電壓嚴重不對稱，使負載的工作狀態(tài)不正常。相量圖NN'中性點位移注意要消除或減少中點的位移，盡量減少中線阻抗，然而從經(jīng)濟的觀點來看，中線不可能做得很粗，應(yīng)適當調(diào)整負載，使其接近對稱情況。結(jié)論負載不對稱，電源中性點和負載中性點不等位，中線中有電流，各相電壓、電流不存在對稱關(guān)系；中線不裝保險，并且中線較粗。一是減少損耗，二是加強強度(中線一旦斷了，負載不能正常工作)。教材133頁，例7.47.5

三相功率無論負載為Y或△聯(lián)結(jié)，每相有功功率都應(yīng)為

Pp=Up

Ip

cosp對稱負載聯(lián)結(jié)時：同理對稱負載Y聯(lián)結(jié)時：相電壓與相電流的相位差當負載對稱時：P=3UpIpcosp所以有一三相電動機,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機的相電流、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

=380V的三相電源上;(2)繞組聯(lián)成三角形接于UL=220V的三相電源上。例1:解:(1)(2)比較(1),(2)的結(jié)果:有的電動機有兩種額定電壓,如220/380V。當電源電壓為380V時,電動機的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成星形；當電源電壓為220V時,電動機的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成三角形。例7-5

圖示電路對稱三相電源的線電壓是380V，負載

，，求電流表PA1和PA2的讀數(shù)及三相負載所吸收的總有功功率、總無功功率、總視在功率和功率因數(shù)。解：在三相電路中是星形連接，是三角形連接，電流表只能測量有效值，根據(jù)星形和三角形連接時線電流和相電流之間的關(guān)系有

因電路中既有感性負載，又有容性負載，所以需將三角形連接的負載轉(zhuǎn)換成星形連接，于是有

因此，每相電路的總阻抗為所以有2.三相功率的測量三表法若負載對稱，則需一塊表，讀數(shù)乘以3。三相四線制*三相負載WABCN*****WW二表法

測量線路的接法是將兩個功率表的電流線圈串到任意兩相中，電壓線圈的同名端接到其電流線圈所串的線上，電壓線圈的非同名端接到另一相沒有串功率表的線上。（有三種接線方式）三相三線制*三相負載WABC***W注意若W1的讀數(shù)為P1,W2的讀數(shù)為P2

，則三相總功率為：P=P1+P2*W1ABC***W2三相負載*W1ABC***W2三相負載*