1、三相電路由三相電源、三相負(fù)載和三相輸電線路三部分組成。,發(fā)電方面：比單項電源可提高功率50。,輸電方面：比單項輸電節(jié)省鋼材25。,12-1 三相電路,三相電路的優(yōu)點,下 頁,上 頁,返 回,三相電路的特殊性,（1）特殊的電源,（2）特殊的負(fù)載,（3）特殊的連接,（4）特殊的求解方式,以上優(yōu)點使三相電路在動力方面獲得了廣泛應(yīng)用，是目前電力系統(tǒng)采用的主要供電方式。,研究三相電路要注意其特殊性。,下 頁,上 頁,返 回,1.對稱三相電源的產(chǎn)生,通常由三相同步發(fā)電機產(chǎn)生，三相繞組在空間互差120，當(dāng)轉(zhuǎn)子以均勻角速度轉(zhuǎn)動時，在三相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，從而形成對稱三相電源。,三相同步發(fā)電機示意圖,三相電源

2、是三個頻率相同、振幅相同、相位彼此相差120的正弦電源。,下 頁,上 頁,返 回,下 頁,上 頁,返 回,瞬時值表達(dá)式,波形圖,A、B、C 三端稱為始端， X、Y、Z 三端稱為末端。,下 頁,上 頁,返 回,相量表示,對稱三相電源的特點,下 頁,上 頁,返 回,正序(順序)：ABCA,負(fù)序(逆序)：ACBA,相序的實際意義：,以后如果不加說明，一般都認(rèn)為是正相序。,正轉(zhuǎn),反轉(zhuǎn),三相電源各相經(jīng)過同一值(如最大值)的先后順序。,對稱三相電源的相序,三相電機,下 頁,上 頁,返 回,2. 三相電源的聯(lián)結(jié),X、 Y、 Z 接在一起的點稱為Y形聯(lián)結(jié)對稱三相電源的中性點，用N表示。,（1）星形聯(lián)結(jié)(Y形聯(lián)

3、結(jié)),下 頁,上 頁,返 回,（2）三角形聯(lián)結(jié)(形聯(lián)結(jié)),三角形聯(lián)結(jié)的對稱三相電源沒有中性點。,注意,下 頁,上 頁,返 回,3. 三相負(fù)載及其聯(lián)結(jié),(1) 星形聯(lián)結(jié),稱為三相對稱負(fù)載。,三相電路的負(fù)載由三部分組成，其中每一部分稱為一相負(fù)載，三相負(fù)載也有兩種連結(jié)方式。,下 頁,上 頁,返 回,(2) 三角形聯(lián)結(jié),稱為三相對稱負(fù)載。,下 頁,上 頁,返 回,4. 三相電路,三相電路就是由對稱三相電源和三相負(fù)載聯(lián)接起來所組成的系統(tǒng)。工程上根據(jù)實際需要可以組成：,當(dāng)電源和負(fù)載都對稱時，稱為對稱三相電路。,注意,下 頁,上 頁,返 回,三相四線制,三相三線制,下 頁,上 頁,返 回,1. 名詞介紹,端

4、線(相線)：始端A、 B、 C 三端引出線。,中性線：中性點N引出線，形聯(lián)結(jié)無中性線。,12-2 線電壓(電流)與相電壓(電流)的關(guān)系,下 頁,上 頁,返 回,相電壓：每相電源的電壓,線電壓：端線與端線之間的電壓,線電流：流過端線的電流。,下 頁,上 頁,返 回,負(fù)載的線電壓：負(fù)載端線間的電壓， 。,線電流：流過端線的電流， 。,相電流：流過每相負(fù)載的電流， 。,下 頁,上 頁,返 回,Y形聯(lián)結(jié),2. 相電壓和線電壓的關(guān)系,下 頁,上 頁,返 回,利用相量圖得到相電壓和線電壓之間的關(guān)系：,線電壓對稱(大小相等， 相位互差120o),一般表示為,下 頁,上 頁,返 回,對Y形聯(lián)結(jié)的對稱三相電源,

5、所謂的“對應(yīng)”：對應(yīng)相電壓用線電壓的 第一個下標(biāo)字母標(biāo)出。,(1) 相電壓對稱，則線電壓也對稱,(3) 線電壓相位領(lǐng)先對應(yīng)相電壓30o。,結(jié)論,下 頁,上 頁,返 回,形聯(lián)結(jié),線電壓等于對應(yīng)的相電壓,以上關(guān)于線電壓和相電壓的關(guān)系也適用于對稱星形負(fù)載和三角形負(fù)載。,注意,下 頁,上 頁,返 回,形聯(lián)結(jié)電源始端末端要依次相連。,正確接法,錯誤接法,I =0 電源中不會產(chǎn)生環(huán)流,I 0 電源中將會產(chǎn)生環(huán)流。,下 頁,上 頁,返 回,2. 相電流和線電流的關(guān)系,Y形聯(lián)結(jié)時，線電流等于相電流。,Y形聯(lián)結(jié),結(jié)論,下 頁,上 頁,返 回,結(jié)論,形聯(lián)結(jié)的對稱電路：,(2) 線電流相位滯后對應(yīng)相電流30o。,形

6、聯(lián)結(jié),下 頁,上 頁,返 回,12-3 對稱三相電路的計算,對稱三相電路由于電源對稱、負(fù)載對稱、線路對稱，因而可以引入一特殊的計算方法。,1. YY聯(lián)結(jié)(三相三線制）,下 頁,上 頁,返 回,以N點為參考點，對N點列寫結(jié)點方程：,下 頁,上 頁,返 回,負(fù)載側(cè)相電壓：,因N、N兩點等電位，可將其短路，且其中電流為零。這樣便可將三相電路的計算化為單相電路的計算。,也為對稱電壓,結(jié)論,下 頁,上 頁,返 回,計算電流：,為對稱電流,電源中性點與負(fù)載中性點等電位。有無中性線對電路情況沒有影響。,對稱情況下，各相電壓、電流都是對稱的，可采用一相（A相）等效電路計算。其他兩相的電壓、電流可按對稱關(guān)系直接

7、寫出。,結(jié)論,下 頁,上 頁,返 回,Y形聯(lián)結(jié)的對稱三相負(fù)載，根據(jù)相、線電壓、電流的關(guān)系得,2. Y聯(lián)結(jié),解法1,負(fù)載上相電壓與線電壓相等：,下 頁,上 頁,返 回,相電流：,線電流：,下 頁,上 頁,返 回,負(fù)載上相電壓與線電壓相等，且對稱。,線電流與相電流對稱。線電流是相電流的 倍，相位落后相應(yīng)相電流30。,根據(jù)一相的計算結(jié)果，由對稱性可得到其余兩相結(jié)果。,解法2,結(jié)論,下 頁,上 頁,返 回,利用計算相電流的一相等效電路。,解法3,下 頁,上 頁,返 回,3. 電源為形聯(lián)接結(jié)時的對稱三相電路的計算,將形電源用Y形電源替代，保證其線電壓相等。,下 頁,上 頁,返 回,例3-1,下 頁,上

8、頁,返 回,給出圖示電路的A相計算電路。,解,(1)將所有三相電源、負(fù)載都化為等值Y-Y連接電路。,(2)連接負(fù)載和電源中性點，中性線上的阻抗可不計。,(3)畫出單相計算電路，求出一相的電壓、電流：,(4)根據(jù)形聯(lián)結(jié)、Y形聯(lián)結(jié)時線量、相量之間的關(guān)系，求出原電路的電流電壓。,(5) 由對稱性，得出其他兩相的電壓、電流。,對稱三相電路的一般計算方法:,一相電路中的電壓為Y形聯(lián)結(jié)時的相電壓。,一相電路中的電流為線電流。,小結(jié),下 頁,上 頁,返 回,例3-2,解,畫出一相計算圖,Z,下 頁,上 頁,返 回,下 頁,上 頁,返 回,例3-3,對稱三相負(fù)載分別接成Y形和形。求線電流。,解,應(yīng)用：Y降壓起

9、動。,Z,下 頁,上 頁,返 回,例3-4,對稱三相電路，電源線電壓為380V，|Z1|=10，cos1 =0.6(感性)，Z2= j50， ZN=(1+ j2)。,求：線電流、相電流，畫出相量圖(以A相為例)。,解,畫出一相計算圖,下 頁,上 頁,返 回,根據(jù)對稱性，得B、C相的線電流、相電流：,下 頁,上 頁,返 回,由此可以畫出相量圖：,下 頁,上 頁,返 回,第二組負(fù)載的相電流,例3-5,消去互感，進行-Y變換，取A相計算電路。,解,下 頁,上 頁,返 回,負(fù)載化為Y形聯(lián)結(jié)，根據(jù)對稱性，中性線的電阻 Zn 短路。,下 頁,上 頁,返 回,電源不對稱（不對稱程度小，系統(tǒng)保證其對稱)。,電

10、路參數(shù)(負(fù)載)不對稱情況很多。,電源對稱，負(fù)載不對稱(低壓電力網(wǎng)) 。,分析方法,不對稱,復(fù)雜交流電路分析方法。,主要了解：中性點位移。,12-4 不對稱三相電路的概念,討論對象,下 頁,上 頁,返 回,負(fù)載各相電壓：,三相負(fù)載Za、Zb、 Zc不相同。,下 頁,上 頁,返 回,負(fù)載中性點與電源中性點不重合。,在電源對稱情況下，可以根據(jù)中性點位移的情況來判斷負(fù)載端不對稱的程度。當(dāng)中性點位移較大時，會造成負(fù)載相電壓嚴(yán)重不對稱，使負(fù)載的工作狀態(tài)不正常。,相量圖,中性點位移,注意,下 頁,上 頁,返 回,例4-1,(1) 正常情況下，三相四線制，中線阻抗約為零。,每相負(fù)載的工作情況相對獨立。,(2)

11、 若三相三線制, 設(shè)A相斷路(三相不對稱),白熾燈電壓低，燈光昏暗。,討論照明電路。,下 頁,上 頁,返 回,(3) A相短路,超過燈的額定電壓，白熾燈可能燒壞。,計算短路電流：,短路電流是正常時電流的3倍。,注意,下 頁,上 頁,返 回,要消除或減少中性點的位移，盡量減少中性線阻抗，然而從經(jīng)濟的觀點來看，中性線不可能做得很粗，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整負(fù)載，使其接近對稱情況。,結(jié)論,負(fù)載不對稱，電源中性點和負(fù)載中性點不等位，中性線中有電流，各相電壓、電流不存在對稱關(guān)系。,中性線不裝保險，并且中性線較粗。一是減少損耗， 二是加強強度(中性線一旦斷了，負(fù)載不能正常工作)。,下 頁,上 頁,返 回,圖示為相序儀電

12、路。說明測相序的方法。,解,例4-2,應(yīng)用戴維寧定理,當(dāng)C變化時，N 在半圓上移動。,下 頁,上 頁,返 回,若以接電容一相為A相，則B相電壓比C相電壓高。B相燈較亮，C相較暗(正序)。據(jù)此可測定三相電源的相序。,三相電源的相量圖,電容斷路，N在CB線中點。,電容變化，N在半圓上運動，因此總滿足：,下 頁,上 頁,返 回,例4-3,如圖電路中，電源三相對稱。當(dāng)開關(guān)S閉合時，電流表的讀數(shù)均為5A。,求：開關(guān)S打開后各電流表的讀數(shù)。,解,開關(guān)S打開后，表A2的電流數(shù)與負(fù)載對稱時相同。而表A1和表A3的電流數(shù)等于負(fù)載對稱時的相電流。,下 頁,上 頁,返 回,1. 對稱三相電路功率的計算,12-5 三

13、相電路的功率,PP=UPIPcos,三相總功率： P=3PP=3UPIPcos,平均功率,下 頁,上 頁,返 回,(1) 為相電壓與相電流的相位差(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)，在對稱三相制中有 cos A= cos B = cos C = cos 。,(3) 公式計算電源發(fā)出的功率(或負(fù)載吸收的 功率)。,注意,下 頁,上 頁,返 回,例5-1,已知對稱三相電路線電壓UL ，問負(fù)載接成Y形聯(lián)結(jié)和形聯(lián)結(jié)各從電網(wǎng)獲取多少功率？,解,結(jié)論,負(fù)載由Y形聯(lián)結(jié)改成形聯(lián)結(jié)，若線電壓不變，由于相電壓與相電流增大 倍，則功率增大3倍。,若負(fù)載的相電壓不變，則不

14、論怎樣連接其功率不變。,下 頁,上 頁,返 回,無功功率,Q=QA+QB+QC= 3QP,視在功率,這里的，P、Q、S 都是指三相總和。,功率因數(shù)也可定義為： cos =P/S 。,注意,不對稱時 無意義。,下 頁,上 頁,返 回,對稱三相負(fù)載的瞬時功率,下 頁,上 頁,返 回,單相：瞬時功率脈動,三相：瞬時功率恒定,電動機轉(zhuǎn)矩: m p 可以得到均衡的機械力矩。避免了機械振動。,下 頁,上 頁,返 回,2. 三相功率的測量,三表法,若負(fù)載對稱，則需一塊表，讀數(shù)乘以3。,三相四線制,下 頁,上 頁,返 回,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

15、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,注意,下 頁,上 頁,返 回,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,下 頁,上 頁,返 回,證明：, 因形負(fù)載可以變?yōu)閅，故上述結(jié)論仍成立。,p=uAN iA + uBN iB+ uCN iC,iA + iB+ iC=0 iC= (iA + iB),p= (uAN uCN)iA + (uBN uCN) iB = uACiA +uBC iB, 1 為uAC 與iA的相位差，2 是uBC 與iB的相位差。,設(shè)負(fù)載是Y形聯(lián)結(jié),注意,下 頁,上 頁,返 回,只有在三相三

16、線制條件下，才能用二表法，且不論負(fù)載對稱與否。,3.按正確極性接線時，若出現(xiàn)一個表指針反轉(zhuǎn)即讀數(shù)為負(fù)，將其電流線圈極性反接使指針指向正數(shù)，但此時讀數(shù)應(yīng)記為負(fù)值。,兩表讀數(shù)的代數(shù)和為三相總功率，單塊表的讀數(shù)無意義。,4.負(fù)載對稱情況下，有：,注意,下 頁,上 頁,返 回,由相量圖分析：,假設(shè)負(fù)載為感性，相電流(即線電流)落后相電壓j 角。,P=P1+P2=UACIAcos 1+UBCIBcos 2 =ULILcos 1+ULILcos 2, 1= 30 2= + 30,下 頁,上 頁,返 回,所以,P1=ULILcos 1=ULILcos( 30) P2=ULILcos 2=ULILcos( +30),下 頁,上 頁,返 回,求：(1)線電流和電源發(fā)出的總功率； (2)用兩表法測三相負(fù)載的功率，畫接線圖 求兩表讀數(shù)。,解,例5-1,已知UL =380V，Z1=(30+j40)，電動機 P=1700W，cosj=0.8(感性)。,下 頁,上 頁,返 回,電動機負(fù)載：,總電流：,