第二章-交流路1-课件

下一页,上一页,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第2章 交流电路（三相电路）,2.7.1 三相电压,2.7.2 负载星形联结的三相电路,2.7.3 负载三角形联结的三相电路,2.7.4 三相功率,本章要求,1.,熟悉,对称三相电源、负载,Y,和,联结时相线电压、相,线电流关系；,2.,熟悉,三相四线制供电系统中单相及三相负载的正,确联接方法，,理解,中线的作用；,3.,掌握,对称三相电路电压、电流及功率的计算。,本节要求：,了解,三相电压的产生；,熟悉,三相对称电压,的特点；,熟悉,对称三相电源,Y,和,联结时相线电压、,相线电流关系。,7.1.1 三相电压,1.三相电压的产生,工作原理：动磁生电,定子,三相交流发电机示意图,Z,A,X,Y,N,S,C,-,+,B,转子,+,+,_,_,e,e,A,X,电枢绕组及其电动势,多匝，在绕线机,上绕好,1.三相电压的产生,工作原理：动磁生电,定子,三相交流发电机示意图,Z,A,X,Y,N,S,C,-,+,B,转子,(尾端),+,e,A,e,B,e,C,X,A,B,Y,C,Z,(首端),+,+,三相绕组符号图,注意各电动势的参考方向,三个电动势为,正弦量,1.三相电压的产生,工作原理：动磁生电,定子,三相交流发电机示意图,Z,A,X,Y,N,S,C,-,+,B,转子,(尾端),+,e,A,e,B,e,C,X,A,B,Y,C,Z,(首端),+,+,三相绕组符号图,三个正弦电动势的关系,幅值相等,频率相等,相位相差,三相电动势瞬时表示式,相量式表示,参考量,三相对称,电动势,相量图表示,三相正弦电动势的特征,对称电流和,对称电压,都有一样的结论,相序：,三相交流电到达正最大值的顺序。,上图的三相交流电的相序为：,A,B,C,e,e,A,e,B,e,C,t,O,电力系统,一般都采用,A B C,的相序,1 三相电源的星形联结,(1)联接方式,中性线,(零线、地线),中性点,端线,(相线、火线),在低压系统,中性点通常接地，所以也称地线。,相电压,：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压,线电压,：端线与端线间的电压,+,+,+,X,Y,Z,N,B,C,A,e,A,+,e,C,+,e,B,+,+,+,+,2.三相电源的星形联结,(1)联接方式,中性点,相电压,：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压,线电压,：端线与端线间的电压,+,+,+,X,Y,Z,N,B,C,A,e,A,+,e,C,+,e,B,+,+,+,+,注意：,相、线电压的标注方法及参考极性的取法,(2)线电压与相电压的关系,根据,KVL,定律:,A,X,Y,Z,N,B,C,e,A,+,e,C,+,e,B,+,+,+,+,+,+,+,由相量图可得,相量图,30,30,30,由相量图可得,相量图,30,30,30,(1),相量图,30,30,30,线电压,、,为对称电压,U,BC,.,U,BC,.,U,AB,.,相电压,、,为对称电压,U,C,.,U,B,.,U,A,.,相量图,30,30,30,线电压,、,为,不对称,U,CA,.,U,BC,.,U,AB,.,设：,则：,在大小上：,3.三相电源的三角形联结,(1)联接方式,+,U,A,.,+,U,B,.,+,.,U,C,+,+,+,B,A,C,A,X,B,Y,C,Z,(2)相、线电压的关系,在大小上：,本节要求：,熟悉,三相四线制供电系统中单相及三相负载,的正确联接方法，,理解,中线的作用；,掌握,负载星形联接三相电路的电压、电流,的计算。,2.7.2 负载星形联结的三相电路,1.负载分类及其联接,单相负载：,只需一相电源供电，如照明负载、,家用电器，等。,负载,三相负载：,需三相电源同时供电，如三相电,动机，等。,负载联接原则:,（1）电源提供的电压=负载的额定电压，否则要,经过变压,器变压,；,（2）单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。,A,B,电源,C,保险丝,三相四线制,380/220,V,N,额定相电压为,220,V,的单相负载,额定线电压为,380,V,的三相负载,负载的星形联接,A,B,电源,C,保险丝,三相四线制,380/220,V,N,Z,B,Z,C,Z,A,N,+,+,+,.,.,.,.,A,N,B,C,合并,等效,零,电位点,负载星形联接,的等效电路,2.负载星形联结的三相电路的电压、电流计算,Y:,无中性线，三相三线制。,Y,0,：有中性线，,三相四线制。,(1)联结形式,+,Z,B,Z,C,Z,A,N,N,+,+,N,电源中性点,N,负载中性点,线电流：,流过相线的电流 。,+,Z,B,Z,C,Z,A,N,N,+,+,I,c,.,I,b,.,相电流：,流过每相负载的电流 。,+,Z,B,Z,C,Z,A,N,N,+,+,I,c,.,I,b,.,从上图可见：,结论：,负载,Y,联结时，线电流等于相应的相电流。,(2)负载,Y,联结三相电路的计算,负载端的线电压电源线电压,负载的相电压电源相电压,线电流相应的相电流,中线电流,+,Z,B,Z,C,Z,A,N,N,+,+,I,c,.,I,b,.,特点：,三相电路计算的技巧：,三相电路,单相化,+,Z,B,Z,C,Z,A,N,N,+,+,I,c,.,I,b,.,负载对称：,要,一模一样,例：Z,A,=3+j6,Z,B,=3+j6,Z,C,=3+j6,为,对称负载,。,例：Z,A,=3+j6,Z,B,=3-j6,Z,C,=3+j6,为,不对称负载,。,Z,A,=Z,B,=Z,C,=|Z|,+,Z,B,Z,C,Z,A,N,N,+,+,I,c,.,I,b,.,当电源对称时：,设：,当电源对称及负载对称时：,称为,三相对称电路,三相电流是,对称的,相（线）电流的大小为：,中线电流,三相对称,电路负载,星形联接时的,重要结论,+,Z,B,Z,C,Z,A,N,N,+,+,I,c,.,I,b,.,总结：,当电路,对称,时，电路的分析计算可只计算一相，其他两相按对称关系写出。其中A相的计算式为：,+,Z,B,Z,C,Z,A,N,N,+,+,I,c,.,I,b,.,当电路,对称,时，电路的分析计算可只计算一相，其他两相按对称关系写出。其中A相的计算式为：,+,Z,B,Z,C,Z,A,N,N,+,+,I,c,.,I,b,.,总结：,当只计算大小时,计算式为：,既然中性线无电流,则可省掉中性线。,+,Z,B,Z,C,Z,A,N,N,+,+,I,c,.,I,b,.,当电路对称时，,尽管此时没有中性线，电路的分析计算,与对称电路相同,例1：正误判断,对称负载,Y,联结,+,Z,B,Z,C,Z,A,N,N,+,+,N,+,+,+,N,R,A,R,B,R,C,A,C,B,若,R,A,=,R,B,=,R,C,=5,，求线电流及中性线电流,I,N,；,例2:,一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电源线电压 ，负载为电灯组。,解：,已知：,(1),电路对称,三相对称：,N,+,+,+,N,R,A,R,B,R,C,A,C,B,所以：,例3：照明系统故障分析,解:,(,1),A,相短路,1),中性线未断,N,R,A,R,C,R,B,A,B,N,C,此时,A相短路电流很大，将,A,相熔断丝熔断，,而,B,相和,C,相未受影响,，其相电压仍为220V,正常工作。,在上例中，试分析下列情况,(1),A,相短路:中性线未断时，求各相负载电压；,中性线断开时，求各相负载电压。,(2),A,相断路:中性线未断时，求各相负载电压；,中性线断开时，求各相负载电压。,此例说明,中性线的作用,此情况下，,B,相和,C,相的电灯组由于承受电压上,所加的电压都超过额定电压,（220V),，这是不允许的。,2),A,相短路,中性线断开时,此时负载中性点,N,即为,A,因此负载各相电压为:,A,B,N,C,N,i,A,i,C,i,B,+,+,+,(2)A,相断路,2),中性线断开,B、C,相灯仍承受,220V,电压,正常工作。,1),中性线未断,变为单相电路，,如图,(b),所示,由图可求得：,I,B,C,U,A,U,B,+,+,(b),N,R,A,R,C,R,B,A,B,N,C,(a),超过,额定值,结论：,（1）,不对称负载,Y,联结又未接中性线时，负载相电压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。,（2）,中线的作用：,保证星形联结三相不对称负载的相电压对称,。,（3）,照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式，且,中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀闸开关,。,本节要求：,掌握,负载三角形联接三相电路的电压、,电流的计算,2.7.3 负载三角形联结的三相电路,1.负载的三角形联接,三相四线制,380/220V,额定相电压为,380V,的单相负载,A,电源,保险丝,B,N,C,额定线电压为380V的三相负载,A,电源,保险丝,B,N,C,Z,AB,Z,BC,Z,CA,A,C,B,+,+,+,负载三角形联接的等效电路,合并,等效,线电流:,流过端线的电流,。,相电流:,流过每相负载的电流,、。,Z,AB,Z,BC,Z,CA,A,C,B,+,+,+,线电流不等于相电流,负载相电压,=,电源线电压,U,负,P,=,U,源,L,2.负载三角形联结的三相电路的电压、电流计算,Z,AB,Z,BC,Z,CA,A,C,B,+,+,+,特点：,一般电源线电压对称，因此,不论,负载是否对称，负载相电压,始终对称,。,即：,U,AB,=,U,BC,=,U,CA,=,U,源,L,=,U,负P,电路对称时：,设：,Z,A,=Z,B,=Z,C,=|Z|,电路对称时，负载相电流：,三个相电流,对称,相电流大小为：,电源,线电压,BC,AB,CA,BC,AB,CA,30,B,C,由相量图可知：,电路对称时，负载线电流：,通过相量图,计算,线电流也对称，,即:。,BC,AB,CA,30,B,C,BC,AB,CA,线电流比相应的,相电流滞后30,。,总结：,电源对称，对称负载三角形联接的三相电路中,相电流对称，线电流亦对称。,线电流大小为相电流的 倍，,相位滞后相应的相电流30。,利用此对称关系，,只要计算一相电流，,可写出其他两相电流及线电流。,对称负载,联结,Z,AB,Z,BC,Z,CA,A,C,B,+,+,+,例1:正误判断,若,，求相电流、线电流,。,例2:,一对称负载三角形联结的三相电路，电源电压对称，,设电源线电压 。,Z,AB,Z,BC,Z,CA,A,C,B,+,+,+,解：,（1）大小、相位都求,U,AB,.,=380 30V,已知：,Z,AB,Z,BC,Z,CA,A,C,B,+,+,+,根据对称关系可写出：,I,A,.,=38 -53A，,I,B,.,=38 -173A,I,C,.,=38 +67A,I,BC,.,=38 -143A,I,CA,.,=38 +97A,若,，求相电流、线电流,。,例2:,一对称负载三角形联结的三相电路，电源电压对称，,设电源线电压 。,Z,AB,Z,BC,Z,CA,A,C,B,+,+,+,（2）只求大小,U,AB,=380 V,已知：,即：,本节要求：,掌握,对称三相电路的功率的计算,2.7.4 三相功率,Z,+,_,U,.,单相电路的功率计算,注意各符号的含义,无论负载为 Y 或,联结，三相总有功、无功功率应,为三个单相的有功、无功之和,。,三相电路的功率计算,1.三相负载星形联接时,+,Z,B,Z,C,Z,A,N,+,+,I,c,.,I,b,.,。,。,。,。,A,B,C,N,负载对称时：,由于：,所以：,2.三相负载三角形联接时,负载对称时：,由于：,所以：,Z,AB,Z,BC,Z,CA,A,C,B,+,+,+,与负载星形时联接一样,对称负载,联结时：,对称负载,Y,联结时：,相电压与相,电流的相位差,所以:,相电压与相,电流的相位差，,没变,注：式中使用的是,负载的相电压、相电流,注：式中使用的是,线电压、线电流,设负载 Z=R+jX，则有：,三相对称电路功率计算小结：,例1：三相对称负载 Z=6-j8,，分别联接成星形和三角形，电源的线电压均为380V。试分别计算其三相有功功率、无功功率及视在功率。,+,Z,Z,Z,N,+,+,I,c,.,I,b,.,。,。,。,。,A,B,C,N,解：,负载作星形联接时,例1：三相对称负载 Z=6-j8,，分别联接成星形和三角形，电源的线电压均为380V。试分别计算其三相有功功率、无功功率及视在功率。,负载作星形联接时,+,Z,Z,Z,N,+,+,I,c,.,I,b,.,。,。,。,。,A,B,C,N,例1：三相对称负载 Z=6-j8,，分别联接成星形和三角形，电源的线电压均为380V。试分别计算其三相有功功率、无功功率及视在功率。,负载作三角形联接时,Z,Z,Z,A,C,B,+,+,+,例1：三相对称负载 Z=6-j8,，分别联接成星形和三角形，电源的线电压均为380V。试分别计算其三相有功功率、无功功率及视在功率。,负载作三角形联接时,Z,Z,Z,A,C,B,+,+,+,例2：三相,对称负载星形,联接，且电压、负载如下：,如下计算式是否正确？,cos53,线值计算式,相值计算式,各电阻负载的相电流,A,B,C,例4：,线电压,U,l,为380 V的三相电源上，接有两组对称三相电,源：一组是三角形联结的电感性负载，每相抗 ;,另一组是星形联结的电阻性负载，每相电阻,R,=10,如图所,示。试求,(1),各组负载的相电流；(2)电路线电流；(3)三相,有功功率。,解：,设,由于三相负载对称，所以只需计算一相，其它两相可依据对称性写出。,负载星形联接时，其线电流为：,负载三角形联解时，其相电流为：,(2)电路线电流,A,B,C,一相电压与电流的相量图如图所示:,(3)三相电路的有功功率,-30,o,-67,o,-46.7,o,本章结束，,再不复习，就来不及了！,