第4章三相交流电路课件

第第4章章 三相交流电路三相交流电路4.1 三相电路三相电路4.2 对称三相电路的计算对称三相电路的计算4.3 不对称三相电路的计算不对称三相电路的计算4.4 三相电路的功率三相电路的功率第第4章章目录目录目前在动力方面所用的交流电大多采用三相制。对称三相电路的总瞬时功率恒定，因而，三相用电器能产生恒定的转矩。1、三相发电机的原理NSzabcxy(a)三相发电机示意图一、三相制和三相电源一、三相制和三相电源 ax，by，cz是完全相同，相隔120 的定子绕组。当转子以均速旋转时，在三个定子线圈中感应出随时间按正弦规律变化的电压，相互间彼此相位互差120。波形如b图所示。(b)三相发电机电压波形图相量图如右图所示。系有效值。120120120ax+by+cz+可见上述三个电压，同幅值、同频率、相位互差120。三个电压达最大值的先后次序叫相序，图示为a b c二二二二.三相电源的连接三相电源的连接三相电源的连接三相电源的连接1.Y1.Y1.Y1.Y连接连接连接连接+-+-N NA AB BC C(1)(1)相电压相电压U Uphph相线对中点之间的电压相线对中点之间的电压(2)(2)线电压线电压U Ul l任意两相线之间的电压任意两相线之间的电压(3)(3)相电压与线电压之间的关系相电压与线电压之间的关系N中中性性点点相线相线相线相线中性线中性线第第4章章 4.1+-+-N NA AB BC C三相电源的三相电源的Y Y连接连接结论结论:(1)(1)线电压也对称线电压也对称;(2)(2)(3)(3)线电压超前先行相相电压线电压超前先行相相电压3030度度.303030UAUBUCUABUBUBCUCUCAUA第第4章章 4.12.2.2.2.三角形连接三角形连接三角形连接三角形连接+-+-A AB BC C+(1)(1)相电压与线电压相电压与线电压相等相等;(2)(2)内部无环流内部无环流.若有一相接反若有一相接反,UAUBUC-UA+-+-+ABC第第4章章 4.1三三三三.三相负载的连接三相负载的连接三相负载的连接三相负载的连接1.Y1.Y连接连接注意注意注意注意:中线不能接到开关与保险丝中线不能接到开关与保险丝ABCN对称负载对称负载不对称负载不对称负载三相四线制电路三相四线制电路三相四线制电路三相四线制电路第第4章章 4.11.Y1.Y连接连接(1)(1)相电流相电流I Iphph流经每相负载的电流流经每相负载的电流(2)(2)线电流线电流I Il l流经相线的电流流经相线的电流(3)(3)相电流与线电流之间的关系相电流与线电流之间的关系N NA AB BC C第第4章章 4.12.2.三角形连接三角形连接ABC结论结论:(1)(1)线电流也对称线电流也对称;(2)(2)(3)(3)线电流落后先行相线电流落后先行相 相电流相电流3030度度.第第4章章 4.14.2 4.2 对称三相电路的计算对称三相电路的计算对称三相电路的充要条件对称三相电路的充要条件(1)(1)电源电压对称电源电压对称;(2)(2)负载复数阻抗相等负载复数阻抗相等;(3)(3)三根端线上的线路阻抗相等三根端线上的线路阻抗相等.一一.对称三相四线制的对称三相四线制的Y-YY-Y系统系统二二.对称三相三线制系统对称三相三线制系统三三.较复杂的情况较复杂的情况第第4章章 4.2一一.对称三相四线制的对称三相四线制的Y-YY-Y系统系统+-+-N NA AB BC CANBC第第4章章 4.2+-+-N NA AB BC CANBC负载端的负载端的相电压相电压,线电压线电压第第4章章 4.2归为一相的计算方法归为一相的计算方法归为一相的计算方法归为一相的计算方法+-N NA AAN选选选选A A相作为参考相相作为参考相相作为参考相相作为参考相:注意注意:中线阻抗不要记入中线阻抗不要记入.第第4章章 4.2二二二二.对称三相三线制系统向三角形负载供电对称三相三线制系统向三角形负载供电对称三相三线制系统向三角形负载供电对称三相三线制系统向三角形负载供电+-+-A AB BC CABC1.将原电路化成将原电路化成Y-Y系统系统第第4章章 4.2+-+-N NA AB BC CANBC2.2.2.2.绘出一相电路绘出一相电路绘出一相电路绘出一相电路+-N NA AAN第第4章章 4.23.3.3.3.计算线电流计算线电流计算线电流计算线电流+-N NA AAN4.4.原电流中的相电流原电流中的相电流第第4章章 4.2例例.如如图图对对称称三三相相电电路路，电电源源线线电电压压为为380V，|Z1|=10，cos 1=0.6(滞后滞后)，Z2=j50，ZN=1+j2。求：线电流、相电流，并定性画出相量图求：线电流、相电流，并定性画出相量图(以以A相为例相为例)。+_+NACBZ1Z2ZNN+_Z1Z2/3nZ2/3Z2/3第第4章章 4.2+_Z1根据对称性，得根据对称性，得根据对称性，得根据对称性，得B B、C C相相相相的线电流、相电流：的线电流、相电流：的线电流、相电流：的线电流、相电流：解：解：第第4章章 4.2由此可以画出相量图：由此可以画出相量图：30o53.1o18.4o+_Z1这是变换后的这是变换后的Y形，要形，要返回求返回求形的相电流。形的相电流。第第4章章 4.2三三三三.较复杂的情况较复杂的情况较复杂的情况较复杂的情况A AB BC CA A1 1B B1 1A A2 2A A3 3B B2 2B B3 3第第4章章 4.2+-NAA2N1A1归为一相的方法归为一相的方法归为一相的方法归为一相的方法:第第4章章 4.2小结小结:(1)(1)将电源等效为将电源等效为Y Y型连接相电压型连接相电压;(2)(2)将三角型负载化为等效将三角型负载化为等效Y Y型负载型负载;(3)(3)将负载将负载,电源的各中点电源的各中点,用无阻导线相接用无阻导线相接;(4)(4)绘出一相的电路图绘出一相的电路图,计算其各电压计算其各电压,电流电流;(5)(5)推算其他两相的电量推算其他两相的电量;(6)(6)求变换之前电路中的电量求变换之前电路中的电量.第第4章章 4.24.3 4.3 不对称三相电路的概念不对称三相电路的概念对称三相电路的充要条件之一对称三相电路的充要条件之一对称三相电路的充要条件之一对称三相电路的充要条件之一,不满足不满足不满足不满足(1)(1)电源电压对称电源电压对称;(2)(2)负载复数阻抗相等负载复数阻抗相等;(3)(3)三根端线上的线路阻抗相等三根端线上的线路阻抗相等.第第4章章 4.3C+-+-NABNK1.1.开关打开时的情况开关打开时的情况开关打开时的情况开关打开时的情况第第4章章 4.3+-+-N NA AB BC CN2.2.2.2.开关闭合时的情况开关闭合时的情况开关闭合时的情况开关闭合时的情况中线的作用中线的作用:强迫强迫N,N的电位为的电位为0.第第4章章 4.3例例 图示电路为由不对称三相负载构成的图示电路为由不对称三相负载构成的相序指示仪相序指示仪。R为灯泡的电阻。如果选取为灯泡的电阻。如果选取1/(C)=R，试说明如何根据，试说明如何根据灯泡的亮度确定相序。灯泡的亮度确定相序。解：解：设设例例ZZZA1A2A3S如如图图电电路路中中，电电源源三三相相对对称称。当当开开关关S闭闭合合时时，电电流流表的读数均为表的读数均为5A。求求：开开关关S打打开开后后各各电电流流表表的读数。的读数。解：解：开开关关S打打开开后后，A2表表中中的的电电流流与与负负载载对对称称时时的的电电流流相相同。而同。而A1、A3中的电流相当于负载对称时的相电流。中的电流相当于负载对称时的相电流。电流表电流表A2的读数的读数=5A电流表电流表A1、A3的读数的读数=第第4章章 4.3ABCUAUBUCNZAZBZCINIBIC例：在有中性线和无中性线两种情况下，分析例：在有中性线和无中性线两种情况下，分析A相负载发生短路或断路时电路的工作情况。相负载发生短路或断路时电路的工作情况。（1 1）有中性线）有中性线）有中性线）有中性线 ,A,A相负载发生短路相负载发生短路相负载发生短路相负载发生短路FU短路短路IA很大很大熔断熔断=0IA 仅仅A相熔断器熔断相熔断器熔断,B相、相、C相负载仍正常工作。相负载仍正常工作。NABCFUFU第第4章章 4.3ABUAUBNZAZBIB（2 2）无中性线）无中性线）无中性线）无中性线 ,A,A相负载发生短路相负载发生短路相负载发生短路相负载发生短路FU短路短路IAB相、相、C相负载承受电源线电压，相负载承受电源线电压，IB、IC增大，增大，IB=(IAIC+)，FU不一定熔断，不一定熔断，B相、相、C相负载损坏。相负载损坏。NABC UCZCICCFUFU第第4章章 4.3ABUAUBNZAZBINIB（3 3）有中性线）有中性线）有中性线）有中性线,A,A相断路相断路相断路相断路SB相、相、C相负载正常工作。不受影响。相负载正常工作。不受影响。FUNABC UCZCICCFU FU 第第4章章 4.3（4 4）无中性线）无中性线）无中性线）无中性线 ,A,A相断路相断路相断路相断路B相、相、C相负载串联，接在线电压相负载串联，接在线电压UBC上，仍不能正常工作上，仍不能正常工作ABUAUBNZAZBIBSFUNABC UCZCICCFUFU第第4章章 4.3从上面的例题可以看出从上面的例题可以看出:(1)负载不对称而又没有中性线时负载不对称而又没有中性线时,负载的相电压就不负载的相电压就不对称对称,有的相的电压高于负载的额定电压有的相的电压高于负载的额定电压,有的低于负有的低于负载的额定电压。这都是不允许的。三相负载的相电压载的额定电压。这都是不允许的。三相负载的相电压必须对称。必须对称。(2)不对称负载不对称负载星形星形联接时必须有中性线。联接时必须有中性线。中性线的中性线的作用就在于使作用就在于使星形星形联接的不对称负载的相电压对称。联接的不对称负载的相电压对称。中性线中性线(指干线指干线)内不应接入熔断器或闸刀开关内不应接入熔断器或闸刀开关,以保证以保证中性线不断开中性线不断开.第第4章章 4.34.4 4.4 三相电路的功率三相电路的功率一一一一 有功功率有功功率有功功率有功功率二二二二 无功功率无功功率无功功率无功功率三三三三 复功率复功率复功率复功率第第4章章 4.4四四四四 瞬时功率瞬时功率瞬时功率瞬时功率五五五五 三相有功功率的测量三相有功功率的测量三相有功功率的测量三相有功功率的测量-二瓦计法二瓦计法二瓦计法二瓦计法对称对称,不对称不对称YorYor三角形三角形负载负载W W1 1W W2 2*ABC第第4章章 4.4证明证明证明证明:设负载为设负载为Y Y不对称负载不对称负载对称对称,不对称不对称YorYor三角形三角形负载负载W W1 1W W2 2*ABC第第4章章 4.4对称对称,不对称不对称YorYor三角形三角形负载负载W W1 1W W2 2*二瓦计法二瓦计法二瓦计法二瓦计法*A AB BC C在对称的三相负载中在对称的三相负载中若负载的阻抗角为若负载的阻抗角为,则则 第第4章章 4.4例例3 电路如图所示，已知电路如图所示，已知U=200V，I2=10A，。求。求I1、XC、XL和和 R2。解：解：设设，则，则 相量图画在黑板上相量图画在黑板上