項(xiàng)目五三相電路分析及實(shí)踐任務(wù)5-1三相電源的認(rèn)識與測量任務(wù)5-2三相負(fù)載的連接與測量任務(wù)5-3三相電路功率的分析與測量目錄項(xiàng)目導(dǎo)入在電力系統(tǒng)中，電能的產(chǎn)生、傳輸和分配幾乎都采用了三相制。本項(xiàng)目將在正弦交流電路的基礎(chǔ)上，介紹對稱三相電源、三相負(fù)載的連接及其特點(diǎn)，分析對稱三相電路的電壓、電流及功率計(jì)算。

任務(wù)5-1三相電源的認(rèn)識與測量

對稱三相電源的定義01對稱三相電源的連接025.1對稱三相電源對稱三相電源的原理當(dāng)轉(zhuǎn)子在原動機(jī)帶動下，以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子繞組(A組、B組和C組)切割磁力線，就會在定子繞組中產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電動勢,通常用電壓來表示。規(guī)定：對稱三相電源到達(dá)振幅值的先后次序，稱為相序。通常A→B→C→A為順

序（正序），A→C→B→A為逆序（反序）。相序決定了轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向。01對稱三相電源的定義對稱三相電源的表示

三個(gè)幅值相等，角頻率相同，初相互差120°的電動勢，稱為對稱三相電動勢或?qū)ΨQ三相電源。（3）相量表示（2）波形圖表示（1）瞬時(shí)值表示01對稱三相電源的定義結(jié)論：（1）對稱三相電源中，三個(gè)正弦量的瞬時(shí)值之和為零。即：

（2）對稱三相電源中，三個(gè)正弦量的相量和為零。即：uA+uB+uC=001對稱三相電源的定義對稱三相電源的連接三相電源的星形連接三相電源的三角形連接02對稱三相電源的連接三相電源的星形連接中性線（零線）相線（火線）相線（火線）相線（火線）三相四線制相電壓：

相線與中線之間的電壓。

用UA、UB、UC表示，或通用Up

。線電壓：相線與相線之間的電壓。

用UAB、UBC、UCA表示，或通用UL

。02對稱三相電源的連接三相電源的星形連接

相電壓：

線電壓:

120o30o

30o30o02對稱三相電源的連接三相電源的三角形連接三相三線制結(jié)論：線電壓就是相電壓，即Ul=UP

02對稱三相電源的連接日常生活中所說的380V、220V指的是電源星形連接時(shí)的線電壓和相電壓的有效值生活小常識如果電源三角形連接時(shí)，任何一相的定子繞組接法相反，是非常危險(xiǎn)的！??！02對稱三相電源的連接

對稱三相負(fù)載的星形連接01

對稱三相負(fù)載的三角形連接025.2對稱三相負(fù)載的連接對稱三相負(fù)載的星形連接線電流：流過每根相線的電流，用IL

表示

相電流：流過每個(gè)電源（負(fù)載）的電流，用IP

表示

各相負(fù)載的相電壓UYP等于電源相電壓UP，即：UYP=UP;各相負(fù)載的相電壓對稱，線電壓也對稱；線電流等于相電流：

IYL=IYP；

中性線電流：流過中性線的電流，用IN

表示

01對稱三相負(fù)載的星形連接IAIBICIN01對稱三相負(fù)載的星形連接IAIBICIN各相負(fù)載中通過的電流分別為：中性線中的電流為：星形連接的三相對稱電路中，三相負(fù)載電流也對稱，中性線電流為零。中性線電流為零，意味著即使斷開中性線，對電路也不會產(chǎn)生任何影響，所以，可以省去中性線而成為三相三線制電路，這種電路在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的非常廣泛。生活小常識01對稱三相負(fù)載的星形連接02對稱三相負(fù)載的三角形連接對稱三相負(fù)載的三角形連接+

+UA—UB

UC—+

—iAiBiCiAB

iCAiBC流過每相負(fù)載的相電流I△P不等于線電流I△L:

30O各相負(fù)載的承受的電壓均為對稱的電源線電壓：U△P=UL各相電源對稱、負(fù)載也對稱時(shí)，線電流與相電流也對稱:

+－U△P+－UL

三相負(fù)載究竟該如何連接呢？02對稱三相負(fù)載的三角形連接額定相電壓為220V單相負(fù)載額定線電壓為380V三相負(fù)載負(fù)載的類型決定其連接方式星形連接三角形連接練習(xí)與思考1、已知發(fā)電機(jī)三相繞組產(chǎn)生的電動勢大小均為E=220V，試求：三相電源為Y形接法時(shí)的相電壓

與線電壓

；(2)三相電源為

形接法時(shí)的相電壓

與線電壓

。2、三相發(fā)電機(jī)是星形接法，負(fù)載也是星形接法，發(fā)電機(jī)的相電壓Up=1000V，每相負(fù)載電阻均為R=50k

，XL

=25k

。試求：相電流；(2)線電流；(3)線電壓。3、有三個(gè)100Ω的電阻，將它們連接星形和三角形，分別接到線電壓為380V的對稱三相電源上，試求：負(fù)載上的線電壓、相電壓、線電流和相電流。對稱三相電路的功率01三相電路功率的測量025.3

三相電路功率的分析與測量

01對稱三相電路功率的功率第種功率：有功功率PP=PA+PB+PC=

UAPIAPcosφA+UBPIBPcosφB+UCPICPcosφCP總

=3PP=3UPIPcosφ

對稱負(fù)載Y連接

對稱負(fù)載△連接第種功率：無功功率

Q

第種功率：視在功率

S

01對稱三相電路功率的功率有功功率P無功功率Q視在功率S

φZ

三相四線制供電系統(tǒng)W**W**W**

1.可以用一只功率表測量各相的有功功率，PA、PB、PC,總功率

P=PA+PB+PC;

2.若負(fù)載對稱，那么只需測量其中一相的功率PA，總功率P=3PA。02三相電路功率的測量如果三相電路的負(fù)載不對稱，又該如何計(jì)算和測量電路的總功率呢？拓展思考02三相電路功率的測量三相三線制供電系統(tǒng)三相負(fù)載ABCW**W**二瓦特表法iA+iB+iC=0p(t)=uAiA+uBiB+uCiC=uAiA+uBiB+uC(-iA-iB)=(uA-uC)iA+(uB-uC)iB02三相電路功率的測量4、已知某三相對稱負(fù)載接在線電壓為

的三相電源中，其中每一相負(fù)載的阻值6

Ω，感抗8Ω，求：（1）該負(fù)載作星形聯(lián)接時(shí)，相電流、線電流以及有功功率；（2）該負(fù)載作三角形聯(lián)接時(shí)的相電流、線電流以及有功功率；（3）通過計(jì)算總結(jié)負(fù)載在做不同聯(lián)接時(shí)消耗的有功功率的關(guān)系。練習(xí)與思考拓展知識：不對稱三相電路Z1

、Z2、Z3不相等UA

、UB、UC不對稱不對稱各相電路單獨(dú)分析，分別計(jì)算不對稱三相電路+

+UA—UB

UC—+

—iAiBiCiAB

iAB

iCAiCAiBCiBCIAIBICIN+

+UA—UB

UC—+

—ZAZBZC

負(fù)載星形連接

負(fù)載三角形連接Z1Z2Z3Z1

、Z2、Z3不相等UA

、UB、UC不對稱不對稱各相電路單獨(dú)分析，分別計(jì)算不對稱三相負(fù)載的星形連接01不對稱三相負(fù)載的三角形連接02

典型故障分析0301不對稱三相負(fù)載的星形連接案例一：三相四線制中的負(fù)載為純電阻，負(fù)載的相電壓為220V，中線阻抗忽略，試求：（1）各相負(fù)載上和中線上的電流；（2）若中線斷開后求各相負(fù)載的電壓。IAIBICIN+

+UA—UB

UC—+

—10Ω5Ω2Ω

負(fù)載星形連接01不對稱三相負(fù)載的星形連接案例一：三相四線制中的負(fù)載為純電阻，負(fù)載的相電壓為220V，中線阻抗忽略，試求：（1）各相負(fù)載上和中線上的電流；（2）若中線斷開后求各相負(fù)載的電壓。IAIBICIN+

+UA—UB

UC—+

—10Ω5Ω2Ω

負(fù)載星形連接

三相不對稱星形負(fù)載特點(diǎn)：

三相互相影響，互不獨(dú)立。生活小常識實(shí)際照明電路中，三相四線制電路往往不能做到完全對稱，所以各相的相電流并不對稱，中性線上是有電流的，不能安裝閘刀開關(guān)或保險(xiǎn)絲！01不對稱三相負(fù)載的星形連接IAIBICIN+

+UA—UB

UC—+

—10Ω5Ω2Ω

負(fù)載星形連接

結(jié)論：

不對稱負(fù)載Y聯(lián)結(jié)又未接中性線時(shí)，負(fù)載相電壓不再對稱，且負(fù)載電阻越大，負(fù)載承受的電壓越高。中線的作用是保證星形聯(lián)結(jié)三相不對稱負(fù)載的相電壓對稱。02不對稱三相負(fù)載的三角形連接+

+UA—UB

UC—+

—iAiBiCiCAiBC

負(fù)載三角形連接ZCAZABZBC此時(shí)，三相相電流、線電流均不對稱。相電流

線電流iAB

02不對稱三相負(fù)載的三角形連接03典型故障分析故障原因：如果中性線斷開，設(shè)A相負(fù)載又全部斷開，此時(shí)B、C兩相就構(gòu)成了串聯(lián)。

若ZB=ZC，則各相端電壓為190V<220V,欠壓;若ZB≠ZC，則一相分壓少，不能正常發(fā)光；另一相分壓多，容易燒損。故障現(xiàn)象：ACBN380V~*相序的判定用一只電容器和兩組燈聯(lián)接成星形不對稱三相負(fù)載電路。便可測量三相電源的相序A、B、C將相序指示器接至三相電源上，便可測出相序：假設(shè)電容C接的是A相，則燈較亮的為B相，燈較暗的為C相。*練習(xí)與思考1、在負(fù)載為星形聯(lián)接的對稱三相電路，電源的線電壓為380V，每相負(fù)載的電阻為8Ω，電抗為6Ω，求：（1）正常情況下，每相負(fù)載的線電壓和相電流；（2）若其中一相負(fù)載短路時(shí)，其余兩相負(fù)載的相電壓和相電流；（3）若其中一相負(fù)載斷路時(shí)，其余兩相負(fù)載的相電壓和相電流。2、下圖所示的對稱三相電路中，已知線電壓有效值為380V，負(fù)載阻抗Z=165+j84?。(1)試求線電流；(2)若A相負(fù)載短路或開路，求各相負(fù)載的相電壓有效值；(3)若接上中線，并設(shè)中線阻抗為零，求各相負(fù)載的相電壓有效值；(4)求負(fù)載的有功功率P，無功功率Q和功率因數(shù)λ；(5)用兩瓦計(jì)法測量有功功率，畫出接線圖，分別求出兩個(gè)功率表的讀數(shù)，并與（4）中求得的有功功率P做比較；項(xiàng)目總結(jié)1、三相電路是指有三相電源、三相線路和三相負(fù)載組成的電路的總稱。對稱三相電路是三相電源的電壓的振幅、頻率相等，相位彼此相差120