第3章三相交流電路主要內(nèi)容§3.1三相交流電源§3.2三相負(fù)載的連接§3.3三相負(fù)載的功率教學(xué)目標(biāo)與要求理解：理解三相交流電的概念；掌握：掌握對(duì)稱(chēng)三相電路的分析和計(jì)算方法熟悉：熟悉三相電路中相、線(xiàn)電壓電流的關(guān)系上頁(yè)下頁(yè)返回3.1三相交流電源一、三相交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)ZAXYNSC-+B???1、電樞：由鐵心和三相繞組組成，也叫定子鐵心：由硅鋼片疊壓組成，其上有互成600的線(xiàn)槽三相繞組：AX、BY、CZ①首端為A、B、C,末端為X、Y、Z鑲嵌在線(xiàn)槽中；②匝數(shù)相同；③空間排列互差120。定子（電樞）2、磁極：ZAXYNSC-+B???也叫轉(zhuǎn)子部分。轉(zhuǎn)子（磁極）二、三相交流的產(chǎn)生及表示勵(lì)磁繞組通過(guò)滑環(huán)、碳刷與外部直流電源相連，當(dāng)中其通入直流電就產(chǎn)生磁極N、S。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心勵(lì)磁繞組

當(dāng)轉(zhuǎn)子在外力驅(qū)動(dòng)下順時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)，將分別在AX、BY、CZ中感應(yīng)出頻率相同幅值相等的三個(gè)單相交流電壓uA、uB、Uc。這組對(duì)稱(chēng)電壓稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)三相電源。1、對(duì)稱(chēng)三相電源的相量表示：120°120°120°UBUAUC對(duì)稱(chēng)三相電壓相量圖2、對(duì)稱(chēng)三相電源電壓波形及相量圖u0TuAuBuCωt3、對(duì)稱(chēng)三相電源電壓的相序相序：三相交流電出現(xiàn)正幅值的順序。A→B→C4、對(duì)稱(chēng)三相電源電壓的特征①大小相等，頻率相同，相位互差120o。②三、三相交流電源的連接三相交流電源通常采用圖示星形連接方式BNXYZuAuBuCCA（火線(xiàn)）或（相線(xiàn)）（中線(xiàn)）或（零線(xiàn)）（火線(xiàn)）（火線(xiàn)）1、三相四線(xiàn)制2、三相四線(xiàn)制的供電電壓電源Y連接可向負(fù)載提供兩種電壓相電壓:相線(xiàn)與零線(xiàn)間電壓。①效值用UA、UB、UC或通用UP表示XYZuAuBuCACBN②相量表達(dá)式及向量圖120°120°120°UBNUANUCN三個(gè)相電壓對(duì)稱(chēng),并互成1200UP相量圖線(xiàn)電壓：相線(xiàn)(火線(xiàn)）與相線(xiàn)（火線(xiàn)）間電壓。①有效值用UL表示XYZuAuBuCACBN②相量圖三個(gè)線(xiàn)電壓是對(duì)稱(chēng)的，且線(xiàn)電壓超前與其相對(duì)應(yīng)的相電壓300電角。-UBNUABUCN-UAN-UCAUL相量圖UBC③相量表達(dá)式：由向量圖可見(jiàn)相電壓與線(xiàn)電壓的數(shù)量關(guān)系由相量圖,在等腰三角形OPQ中即：線(xiàn)電壓與相電壓的通用關(guān)系表達(dá)式：UL相量圖

在日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)用戶(hù)的電壓等級(jí)為:

三相電源繞組還可以連接成三角形，但電源繞組三角接時(shí)只能向負(fù)載提供一種電壓：電源線(xiàn)電壓UL=繞組的感應(yīng)電壓UP。

數(shù)量上線(xiàn)電壓是相電壓的1.732倍；在相位上超前線(xiàn)電壓超前與其相對(duì)應(yīng)的相電壓30°.驗(yàn)電筆的正確握法如下圖示：你能說(shuō)出對(duì)稱(chēng)三相交流電的特征嗎？三相四線(xiàn)制供電體制中你能說(shuō)出線(xiàn)、相電壓之間的數(shù)量關(guān)系及相位關(guān)系嗎？

如何用驗(yàn)電筆或400V以上的交流電壓表測(cè)出三相四線(xiàn)制供電線(xiàn)路上的火線(xiàn)和零線(xiàn)？電筆頭與被測(cè)導(dǎo)線(xiàn)接觸時(shí)，使氖管發(fā)光的是火線(xiàn)（或端線(xiàn)），不發(fā)光的是零線(xiàn)。

三個(gè)最大值相等、角頻率相同、相位上互差120°的正弦交流電。檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果3.2三相交流電路負(fù)載的連接方式一、三相負(fù)載的星形連接1、三相負(fù)載星形連接概念A(yù)CB

NZUZWZV

三相負(fù)載的一端連在一起與零線(xiàn)相接；另一端分別與火線(xiàn)相接的方式稱(chēng)為星形(Y)接法。2、相關(guān)名詞及符號(hào)負(fù)載中通過(guò)的電流稱(chēng)為相電流IP；中線(xiàn)上通過(guò)的電流稱(chēng)為中線(xiàn)電流IN；火線(xiàn)上通過(guò)的電流稱(chēng)為線(xiàn)電流Il；iCiBiA相電流iN中線(xiàn)電流線(xiàn)電流ACB

NZZZuAuBuC線(xiàn)電流iCiBiA相電流iN中線(xiàn)電流

三相電源對(duì)稱(chēng)、三相負(fù)載對(duì)稱(chēng)各相負(fù)載電流與電壓的關(guān)系：負(fù)載的端電壓等于電源相電壓；3、特征各相負(fù)載相電流等于電源線(xiàn)電流中線(xiàn)電流三相負(fù)載電流對(duì)稱(chēng)IA=IB=IC，相位互成1200中線(xiàn)電流IN=0

電源線(xiàn)電壓為380V，三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載Y接，Z=3+j4Ω,求：各相負(fù)載中的電流及中線(xiàn)電流。

設(shè)例1解：根據(jù)對(duì)稱(chēng)關(guān)系可得：

由此例可得，對(duì)稱(chēng)三相電路的計(jì)算可歸結(jié)為一相電路計(jì)算，其它兩相根據(jù)對(duì)稱(chēng)關(guān)系可直接寫(xiě)出。4、三相負(fù)載星形連接電路計(jì)算例2解：5、問(wèn)題及討論問(wèn)題：負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)：中線(xiàn)是否可以去掉？答：Y形連接三相完全對(duì)稱(chēng)時(shí)，零線(xiàn)可以取消。稱(chēng)為三相三線(xiàn)制。AZZZCB應(yīng)用實(shí)例--照明電路正確接法:每組燈相互并聯(lián),然后分別接至各相電壓上。設(shè)電源電壓為：

當(dāng)有中線(xiàn)時(shí)，每組燈的數(shù)量可以相等也可以不等，但每盞燈上都可得到額定的工作電壓220V。A.........一組二組三組CBN思考：當(dāng)負(fù)載不對(duì)稱(chēng)時(shí)，中線(xiàn)能否取掉？

如果三相照明電路的中線(xiàn)因故斷開(kāi)，當(dāng)發(fā)生一相燈負(fù)載全部斷開(kāi)時(shí)或一相發(fā)生短路，電路會(huì)出現(xiàn)什么情況？

若B、C相不對(duì)稱(chēng)，則負(fù)載多（電阻?。┑囊幌喾謮荷俣荒苷０l(fā)光，負(fù)載少（電阻大）的一相分壓多則易燒損。討論

1)、如果中線(xiàn)斷開(kāi)，設(shè)A相燈負(fù)載又全部斷開(kāi)，若B、C相對(duì)稱(chēng)，各相端電190V，均低于額定值220V而不能正常工作；A.........一組二組三組CBN

B、C兩相構(gòu)成串聯(lián)，其端電壓為電源線(xiàn)電壓380V。三相四線(xiàn)制供電，負(fù)載星形（Y）連接電路中，中線(xiàn)不允許斷開(kāi)！

由此可得，中線(xiàn)的作用使不對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載的端電壓保持對(duì)稱(chēng)。B、C相都會(huì)與短接線(xiàn)構(gòu)成通路，兩相端電壓均為線(xiàn)電壓380V。A.........一組二組三組CBN2）、如果中線(xiàn)斷開(kāi)，設(shè)又發(fā)生A相短路，B、C相由于超過(guò)額定值而燒損。結(jié)論：

負(fù)載不對(duì)稱(chēng)而又沒(méi)有中線(xiàn)時(shí)，負(fù)載上可能得到大小不等的電壓，有的超過(guò)用電設(shè)備的額定電壓，有的達(dá)不到額定電壓，都不能正常工作。比如，照明電路中各相負(fù)載不能保證完全對(duì)稱(chēng)，所以絕對(duì)不能采用三相三相制供電，而且必須保證零線(xiàn)可靠。

中線(xiàn)的作用在于，使星形連接的不對(duì)稱(chēng)負(fù)載得到相等的相電壓。

為了確保零線(xiàn)在運(yùn)行中不斷開(kāi)，其上不允許接保險(xiǎn)絲也不允許接刀閘。

ACBZZZ三相負(fù)載的首尾相連成一個(gè)閉環(huán)，然后與三根火線(xiàn)相接的方式稱(chēng)為三角形接法二、三相負(fù)載的三角形連接1、三相負(fù)載三角形連接的概念2、相關(guān)名詞及符號(hào)線(xiàn)電流iCiBiA相電流iABiBCiCA負(fù)載Δ連接的端電壓等于電源線(xiàn)電壓；火線(xiàn)上通過(guò)的電流稱(chēng)為線(xiàn)電流IL；負(fù)載中通過(guò)的電流稱(chēng)為相電流IP；3、特征各相負(fù)載中通過(guò)的電流線(xiàn)電流與相電流的關(guān)系為：ACBZZZ線(xiàn)電流iCiBiA相電流iABiBCiCA電流相量圖-IBCIAICA-IBIAB-IC且線(xiàn)電流相位滯后相電流30°。

由相量圖可看出：電流向量圖相電流對(duì)稱(chēng)，即

：在三相電源、三相負(fù)載對(duì)稱(chēng)情況下：火線(xiàn)上線(xiàn)電流對(duì)稱(chēng)，即：線(xiàn)電流是相電流的倍,即：

iAB=iBC=iCAiA=iB=iC線(xiàn)電流與相電流的通用關(guān)系表達(dá)式：例3

三相電源相電壓UP=220V,每相復(fù)阻抗Z=60+j80。試求：電源星型（Y）連接，負(fù)載分別為星型（Y）和三角形（?）連接時(shí)負(fù)載的相電流和線(xiàn)電流。解：每相負(fù)載的復(fù)阻抗(1)三相電路Y-Y連接時(shí)：由于，UP=220V所以，負(fù)載線(xiàn)電流、相電流為(2)三相電路Y-?連接時(shí)：三相電源相電壓三相負(fù)載相電壓等于線(xiàn)電壓，故UP=UL=380V負(fù)載相電流、線(xiàn)電流3.3三相電路的功率一、三相電路總功率

三相交流電路中，三相負(fù)載的總功率等于各相功率之和。式中:φA、φB、φC為三相負(fù)載的功率因數(shù)角，也是各相負(fù)載電壓與電流的相位差。UA、UB、UC和IA、IB、IC分別為各相負(fù)載電壓及電流。負(fù)載星形（Y）接法時(shí)：負(fù)載三角形（?）接法時(shí)：二、三相電路負(fù)載對(duì)稱(chēng)的總功率由此可見(jiàn)，負(fù)載不論是星形（Y）還是三角形（?）連接，其總功率計(jì)算公式都為：三相負(fù)載在對(duì)稱(chēng)條件下三、三相電路的有功功率、無(wú)功功率、視在功率有功功率：無(wú)功功率：視在功率：例3有一三相電動(dòng)機(jī)，每相阻抗Z=40+j30,試求下列兩種情況下電動(dòng)機(jī)的相電流、線(xiàn)電流及從電源輸入的功率，并比較所得結(jié)果。（1）繞組接成Y形，接于線(xiàn)電壓為380V電源上；（2）繞組接成?形，接于線(xiàn)電壓220V電源上。解：（1）繞組接成Y形每相阻抗Z=40+j30=50相電壓：相電流：線(xiàn)電流：電源輸入功率：（2）繞組接成?形相電壓：相電流：線(xiàn)電流：電源輸入功率：比較：兩種接法相電壓、功率均沒(méi)變化，線(xiàn)電流在接成?形比接成Y形增大倍

1、三相電力系統(tǒng)簡(jiǎn)介四、三相交流電的安全使用

發(fā)電和輸電

電能從電廠(chǎng)送到用戶(hù)的過(guò)程示意圖電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)大型電力系統(tǒng)的系統(tǒng)圖廠(chǎng)礦企業(yè)的變配電系統(tǒng)具有高壓配電所的廠(chǎng)礦企業(yè)供電系統(tǒng)圖廠(chǎng)礦企業(yè)供電系統(tǒng)平面布線(xiàn)圖2、安全用電觸電形式

（1）直接觸電：

①單相觸電②兩相觸電（2）間接觸電①跨步電壓觸電②接觸電壓觸電電源變壓器中點(diǎn)接地的單相觸電

電源變壓器中點(diǎn)不接地的單相觸電

兩相觸電觸電防護(hù)措施

接地保護(hù)接地與接零①接地保護(hù)

將電氣設(shè)備的金屬外殼及構(gòu)架，與接地裝置良好連接的保護(hù)稱(chēng)為接地保護(hù)。接地保護(hù)規(guī)定用于中性點(diǎn)不接地的三相供電系統(tǒng)中。當(dāng)電氣設(shè)備的絕緣損壞使設(shè)備的金屬外殼帶電時(shí)，由于人體是與接地裝置并聯(lián)，且人體電阻（最小800Ω）遠(yuǎn)大于接地電阻（4Ω