三相電路

8.1.1三相電源的定義NSooIwAZBXCY由三個(gè)頻率相同，振幅相同，相位彼此相差120°的電壓源構(gòu)成的整體稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)三相電源。三相電源是由三相發(fā)電機(jī)直接產(chǎn)生的。三相發(fā)電機(jī)8.1三相電源1.瞬時(shí)值表達(dá)式A+–XuAB+–YuBC+–ZuC2.波形圖

t

OuAuBuuC3.相量表示120°120°120°4.對(duì)稱(chēng)三相電源的特點(diǎn)（零線）（火線）（火線）（火線）三相四線制供電火線（相線）:ABC中線（零線）：N星形接法8.1.2三相電源的連接方式AXYCBZN1、相電壓：火線對(duì)中線間的電壓。120

120

120

oD=0AAUUo-D=120BBUUo-D=240CCUUCUBUAUAXYCBZN2、線電壓：兩火線間的電壓。注意規(guī)定的正方向CBBCUUU-=BAABUUU-=ACCAUUU-=AXYCBZNCUABUBUAUBCUCAUBU-AU-CU-30

30

30

BAABUUU-=°D=303AUCBBCUUU-=°D=-903BUACCAUUU-=°D=1503CU3.相、線電壓間的關(guān)系A(chǔ)BU=°D303AUBCU=°D303BUCAU=°D303CUUP：相電壓在日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)用戶(hù)的電壓等級(jí)為=

3plUU線電壓超前于相應(yīng)的相電壓30oUl：線電壓結(jié)論（UA、

UB、

UC）（UAB、

UBC、

UCA）三相電源的△形連接特點(diǎn)(為什么)?A+–X+–+–BCYZABC三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載：接在三相電源上的每一相負(fù)載的阻抗值與阻抗角都相等。連接形式：星形連接（Y接）三角形連接（

接）相電流（IP）：流過(guò)每一相負(fù)載的電流線電流（IL）：流過(guò)每一根火線的電流8.2三相負(fù)載的星形連接三相四線Bi相電流IP(負(fù)載上的電流)ZCZB線電流IL(火線上的電流)：負(fù)載星形連接的三相電路AiCABNXYZAuBuCuBNiCNiANiCiANI

、BNI

、CNI

AI

、BI

、CI

1.連接三相四線制ZAZNNi中線電流IN：三相負(fù)載對(duì)稱(chēng)，設(shè)每相負(fù)載的阻抗為,中線阻抗為ZN,由節(jié)點(diǎn)分析法可知由于故ZAZCZBCABNXYZBNiCNiANi當(dāng)三相負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)線電壓=相電壓

,線電壓領(lǐng)先于相電壓30°。BUABUCUCAUBCUAU2.特點(diǎn)=pULU3線電流=相電流=LpIIACBNZZZCAUCUBUBCUAUABUBiAiCi中線電流NIiN一般線電壓為已知，然后根據(jù)電壓和負(fù)載求電流。uLipiLuL=AIAUZA=BIBUZB=CICUZCCNBNANNIIII++=3.計(jì)算BBiZAZCZBAiCiCANNiAuBuCu（1）若為對(duì)稱(chēng)負(fù)載：即：ZA=ZB=ZC=Z

因?yàn)椋篈U

、BU

、CU

對(duì)稱(chēng)AI

、BI

、CI

所以：對(duì)稱(chēng)計(jì)算時(shí)，只需計(jì)算一相，推出另外兩相即可。且BICIAIAUBUCU=++=（中線電流為0）0CBANIIII各相、線電流大小相等，相互之間的相位差為1200（2）負(fù)載不對(duì)稱(chēng)時(shí)，各相單獨(dú)計(jì)算。在三相電路問(wèn)題中，如不加說(shuō)明，電壓都是指線電壓，且為有效值。線電壓為380V，則相電壓應(yīng)為220V。設(shè)A相電壓初相為0，則V設(shè)想電源中點(diǎn)N與負(fù)載中點(diǎn)N′用理想導(dǎo)線相連接，則其他兩相電流為：各相電流有效值為22A。例正相序?qū)ΨQ(chēng)三相三線制的電壓為380V，Y形對(duì)稱(chēng)負(fù)載每相阻抗，求各相電流。解例圖中，電源電壓對(duì)稱(chēng)，每相電壓UP=220V，三相負(fù)載為電燈組，在額定電壓下其阻抗分別為ZA=7Ω、ZB=8Ω、ZC=30Ω，中線阻抗可忽略不計(jì)，試求負(fù)載相電壓，負(fù)載電流及中線電流。電燈的額定電壓為220V。解在負(fù)載不對(duì)稱(chēng)而有中性線(中線阻抗可忽略不計(jì))的情況下，負(fù)載的相電壓和電源的相電壓相等，也是對(duì)稱(chēng)的，其有效值為220V。中線電流，是不能推知的，是在分離該相后再計(jì)算得到的。三相三線)(ZZZZCBA===負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)零線是否可以取消？三相完全對(duì)稱(chēng)時(shí)，零線可以取消!ACBZZZ0=++=CBANIIII三相三線制1）負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)，三相三線制各電壓對(duì)稱(chēng)2）若負(fù)載不對(duì)稱(chēng)時(shí)，不能采用三相三線制！因此時(shí)各相負(fù)載上的電壓將會(huì)出現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象，負(fù)載不能正常工作。3）因負(fù)載不對(duì)稱(chēng)時(shí)，不能采用三相三線制！所以，中線上不能安裝開(kāi)關(guān)和保險(xiǎn)絲。三相三線制供電時(shí)各相電流的計(jì)算方法同上。線電壓=相電壓

plUU=1.接法相電流IP(負(fù)載上的電流)：線電流IL(火線上的電流)：ABI

、BCI

、CAI

AI

、BI

、CI

ACBZABZBCZCA8.3三相負(fù)載的三角形連接

ACBZABZBCZCA相電流線電流CAABAIII-=ABBCBIII-=BCCACIII=-ABABZU=ABIBCBCZU=BCICACAZU=CAI2.計(jì)算（2）負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)（ZAB=ZBC=ZCA=Z

），各相電流有效值相等，相位互差120

。有效值為：UZIIIILPCABCAB====ACBZABZBCZCA（1）負(fù)載不對(duì)稱(chēng)時(shí)，先算出各相電流，然后計(jì)算線電流。同理：設(shè)：負(fù)載為阻性的，阻抗角為0

。負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)，三角形接法線、相電流的相位關(guān)系

CAABAIII-=°D=0LABUU=°-D303ABAII

30

30

30

=°-D303BCBII

=°-D303CACII

ABUBCUCAUCA-ICAIABIBCIBICIAI三角形接法的對(duì)稱(chēng)負(fù)載ACB°-D=303pLII

pLUU=結(jié)論例在圖三相對(duì)稱(chēng)電路中，電源線電壓為380V，對(duì)稱(chēng)負(fù)載的每相阻抗。試求電路的各相電流和線電流。解因?yàn)槭菍?duì)稱(chēng)負(fù)載，所以相、線電流均對(duì)稱(chēng)，計(jì)算一相可推出其余各相、線電流。根據(jù)相序，其他兩相電流推知為線電流其他兩線電流推知為1.對(duì)稱(chēng)三相電路的平均功率P8.4三相電路的功率對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載Z

Pp=UpIpcos

三相總功率

P=3Pp=3UpIpcos

注意：(1)

為相電壓與相電流的相位差角(相阻抗角)，不要誤以為是線電壓與線電流的相位差。(2)cos

為每相的功率因數(shù)，在對(duì)稱(chēng)三相制中即三相功率因數(shù)：

cos

A=cos

B=cos

C=cos

。2.無(wú)功功率Q=QA+QB+QC=3Qp(3)電源發(fā)出的功率。3.視在功率一般來(lái)講，P、Q、S都是指三相總和。功率因數(shù)也可定義為：

cos

=P/S(不對(duì)稱(chēng)時(shí)

無(wú)意義)8.5應(yīng)用—二表法測(cè)量三相功率這種量測(cè)線路的接法是將兩個(gè)功率表的電流線圈接到任意兩相中，而將其電壓線圈的公共點(diǎn)接到另一相沒(méi)有功率表的線上。若W1的讀數(shù)為P1

，W2的讀數(shù)為P2

，則P=P1+P2

即為三相總功率。三相負(fù)載W1ABC****W2證明：(設(shè)負(fù)載為Y接)

上面兩塊表的接法正好滿(mǎn)足了這個(gè)式子的要求，所以?xún)蓚€(gè)功率表的讀數(shù)的代數(shù)和就是三相總功率。最后表達(dá)式僅與線電壓有關(guān)，所以也適用

接。p=uAN

iA

+uBN

iB+uCN

iC

iA

+

iB+

iC=0(KCL)

iC=–(iA

+

iB)

p=(uAN

–

uCN)iA

+(uBN

–

uCN)

iB

=uACiA

+uBC

iB

P=UACIAcos

1+UBCIBcos

2

iAACBiBiCN

1

:uAC

與iA的相位差，

2

:uBC

與iA的相位差。

1.只有在iA+iB+iC=0這個(gè)條件下，才能用二表法(即Y接，

接)。不能用于不對(duì)稱(chēng)三相四線制。3.接正確極性接線時(shí)，二表中可能有一個(gè)表的讀數(shù)為負(fù)，此時(shí)功率表指針?lè)崔D(zhuǎn)，將其電流線圈極性反接后，指針指向正數(shù)，但此時(shí)讀數(shù)應(yīng)記為負(fù)值。注意：2.兩塊表讀數(shù)的代數(shù)和為三相總功率，每塊表的單獨(dú)讀數(shù)無(wú)意義。