三相交流电路分析.ppt

,为什么引入三相电?,可以证明，在输送同样容量的情况下三相输电比单相可节省25%的有色金属。,此外，三相电在电机驱动方面具有单相电无可比拟的优越性。,第五章 三相电路,5.1 三相电压 （1学时） 5.2 负载星形联接的三相电路 （1学时） 5.3 负载三角形联接的三相电路 （ 0.5学时） 5.4 三相功率 （0.5学时）,第五章 三相电路,5-1 三相电压,一、三相电动势的产生,三相交流发电机的原理图,合理选择转子极面的形状及 励磁绕组的位置分布使空气隙中 的磁感应强度按正弦规律分布,A、B、C分别为三个绕组的始端， X、Y、Z分别为三个绕组的末端,在空间位置上，三个绕组分别相差120,定子铁心内槽放置三个绕组,5-1 三相电压,转子匀速顺时针转动，每相绕组依次切割磁力线，产生 频率相同、幅值相等且相位差为120的正弦电动势,5-1 三相电压,1. 以A相绕组的感应电动势作为参考正弦量，则,5-1 三相电压,2. 用相量表示,5-1 三相电压,3. 对称三相电动势,5-1 三相电压,4. 相序,三相电动势出现正幅值（或过零点）的顺序称为相序,5-1 三相电压,正序(顺序)：ABCA,负序(逆序)：ACBA,相序的实际意义：对三相电动机，如果相序反了，就会反转。,以后如果不加说明，一般都认为是正相序。,5-1 三相电压,5. 三相（电动势）绕组的连接。,1）三相绕组的末端连接点称为中点，或零点，用N表示。,2）从中点引出的导线称为中线，这种连接法称星形连接法,3）相线或端线，也称火线。,中线接地则称为零线,5-1 三相电压,如果是三孔插座，左边是零线，中间（上面）是地线，右边是火线,实际电路中，相线A相黄色，B相绿色，C相红色,6. 相电压,相电压的值用 表示，且,5-1 三相电压,7. 线电压,5-1 三相电压,可见相电压、线电压均为对称的三相电压,5-1 三相电压,5-1 三相电压,5.1 三相电压 （1学时） 5.2 负载星形联接的三相电路 （1学时） 5.3 负载三角形联接的三相电路 （ 0.5学时） 5.4 三相功率 （0.5学时）,第五章 三相电路,5.1 三相电压 （1学时） 5.2 负载星形联接的三相电路 （1学时） 5.3 负载三角形联接的三相电路 （ 0.5学时） 5.4 三相功率 （0.5学时）,第五章 三相电路,三相电路中负载的联接方法有两种：,三相电源一般都是星形联接,负载的联接方式取决于其额定工作电压,本节介绍负载的星形联接，下图是三相四线制电路,2）负载相电流等于电源线电流,3）电源线电压是负载相电压的 倍，,特点：,5-2 负载星形联接三相电路,1）负载相电压等于电源相电压,中线电流,5-2 负载星形联接三相电路,5-2 负载星形联接三相电路,1. 对称负载时,中线电流,三相三线制电路,显然此时三相电流也对称,5-2 负载星形联接三相电路,在用户端由该变压器变换成三相四线制电路,中高压电力输送均采用三相三线制电路,课堂拓展,2.不对称三相三线制负载,5-2 负载星形联接三相电路,相序判断,5-2 负载星形联接三相电路,解,5-2 负载星形联接三相电路,由于 故B相灯较亮,5-2 负载星形联接三相电路,3.结论,1）负载不对称而又没有中线时，负载相电压就不对称，从而引起有的相电压过高或欠压，这是不允许的！,2）中线的作用就在于使星形联接的不对称负载的相电压对称。为了保证负载的相电压对称，就不应让中线断开,在主干上，中线内不接入熔断器或闸开关,5-2 负载星形联接三相电路,ZB,ZC,(2) A相短路且没有保护而中线又断开时，结果又如何,（2）A相短路且没有保护而中线断开时：,(1) A相短路且进行保护操作后各相负载上的电压,(1) A相短路，B、C相电压不受影响,5-2 负载星形联接三相电路,5.1 三相电压 （1学时） 5.2 负载星形联接的三相电路 （1学时） 5.3 负载三角形联接的三相电路 （ 0.5学时） 5.4 三相功率 （0.5学时）,第五章 三相电路,5.1 三相电压 （1学时） 5.2 负载星形联接的三相电路 （1学时） 5.3 负载三角形联接的三相电路 （0.5学时） 5.4 三相功率 （0.5学时）,第五章 三相电路,5-3 负载三角形联接的三相电路,一、相电流,二、 线电流,5-3 负载三角形联接的三相电路,三、负载对称的电路,三相负载电流对称,5-3 负载三角形联接的三相电路,线电流也是对称的，且,推导相电流和线电流的关系,线电流在相位上滞后于相电流30O,5-3 负载三角形联接的三相电路,负载对称三相电路电压电流的相量图,5-3 负载三角形联接的三相电路,5.1 三相电压 （1学时） 5.2 负载星形联接的三相电路 （1学时） 5.3 负载三角形联接的三相电路 （ 0.5学时） 5.4 三相功率 （0.5学时）,第五章 三相电路,5.1 三相电压 （1学时） 5.2 负载星形联接的三相电路 （1学时） 5.3 负载三角形联接的三相电路 （0.5学时） 5.4 三相功率 （0.5学时）,第五章 三相电路,5-4 三相功率,一、有功功率,5-4 三相功率,1、对称性负载,单相：瞬时功率脉动,三相：瞬时功率恒定,电动机转矩: T p 三相电可以得到均衡的机械力矩，避免了机械振动。,5-4 三相功率课堂拓展,5-4 三相功率,2、不对称负载,联接,Y联接,5-4 三相功率,二、无功功率,三、视在功率,对称负载,对称负载,5-4 三相功率,1）,5-4 三相功率,2）,5-4 三相功率,5-4 三相功率 课堂拓展,温馨提示：南航将军路校区1号楼的用电设备在夏季一天的高峰用电量时常高达10000余度！,新闻视野：,2009年6月上旬，在波恩举行的联合国气候变化会议上，有部分美国代表提出了对华进口产品征收关税的意见。与此同时，6月22日美国清洁能源安全法案获得众议院通过，该法案规定，美国有权对包括中国在内的不实施碳减排限额国家进口产品征收碳关税。,5-4 三相功率 课堂拓展,三相功率的测量,(1) 三表法,若负载对称，则需一块表，读数乘以 3。,三相四线制,5-4 三相功率课堂拓展,(2) 二表法：,这种测量线路的接法是将两个功率表的电流线圈串到任意两相中，电压线圈的同名端接到其电流线圈所串的线上，电压线圈的非同名端接到另一相没有串功率表的线上。（有三种接线放式）,若W1的读数为P1 ， W2的读数为P2 ，则三相总功率为：,P=P1+P2,5-4 三相功率课堂拓展,证明：,所以两个功率表的读数的代数和就是三相总功率。由于联接负载可以变为Y型联接，故结论仍成立。,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 :uAC 与iA的相位差， 2 :uBC 与iA的相位差。,设负载是Y型联接,5-4 三相功率课堂拓展,1. 只有在三相三线制条件下，才能用二表法，且不论负载对称与否。,2. 两块表读数的代数和为三相总功率，每块表的单独读数无意义。,3. 两表法测三相功率的接线方式有三种，注意功率表的同名端。,注意：,5-4 三相功率课堂拓展,一、三相电压,第五章 内容小结,第五章内容小结,2、线电压,第五章内容小结,第五章内容小结,二、三相电路负载电路联结形式,（1）Y形联结三相四线,2）相电流等于线电流,特点： 1）负载相电压等于电源相电压,第五章内容小结,（1）Y形联结三相三线,负载对称则等同三相四线电路,负载不对称,第五章内容小结,第五章内容小结,* 线电流,第五章内容小结,第五章内容小结,第五章内容小结,第五章 三相电路,课外思考：当三相负载平衡以及不平衡时，电路的无功功率流动？,课后习题：5.2.6, 5.2.10，5.4.4,课外拓展：飞机电网的特点。,