电路课件-电路12-三相电路

,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,*,*,*,第十二章三相电路,电路,第十二章,三相电路,12-1-12-5,电路第十二章,第十二章 三相电路,三相电路,12.1,线电压(电流)与相电压(电流)的关系,12.2,对称三相电路的计算,12.3,不对称三相电路的概念,12.4,三相电路的功率,12.5,本章重点,第十二章 三相电路三相电路12.1线电压(电流)与相电压(,第十二章 三相电路,内容提要,主要内容,三相电源和三相电路的组成,对称三相电路及归结为一相计算方法,电压和电流的相值和线值之间的关系,三相电路的功率和测量,简要介绍不对称三相电路计算,第十二章 三相电路 内容提要,12-1 三相电路,目前，各国电力系统电能生产、传输和供电用,三相制,。由三相电源、负载和输电线路组成。,对称三相电源,由3个等幅值、同频率、初相依次差120正弦电压源接成星(Y)或三角形()，图12-1a、b。电源称,A相、B相和C相,，电压为：,A相,u,A,参考正弦量,。,12-1 三相电路目前，各国电力系统电能生产、传输和供电用三,三相电路,-1,对应相量形式为：,工程上为方便引入的,单位相量算子,。,三相电压的相序(次序)A、B、C称,正序或顺序,。如B相超前A相120，C相超前B相120，称,负序或逆序,。电力系统一般采用正序。,12-1 三相电路,三相电路-1对应相量形式为：12-1 三相电路,对称三相电压波形和相量图,对称三相电压各相波形和相量图12-1c、d。对称三相电压满足：,u,A,+,u,B,+,u,c,=0,或,对称三相电压由三相发电机提供。,三相发电机,原理,12-1 三相电路,对称三相电压波形和相量图对称三相电压各相波形和相量图12-1,三相电压源,图12-1a三相电压源星形连接，简称,星形或Y形电源,。,从3个电压源正极性端子A、B、C外引导线称,端线,，中(性)点N引出导线称,中性线(原称零线),。,把三相电压源依次接成一回路，从端子A、B、C引出端线，图12-1b，成三角形连接，简,称,三角形或形电源,。,三角形电源不能引出中线,。,12-1 三相电路,三相电压源图12-1a三相电压源星形连接，简称星形或Y形电源,三相负载,3个阻抗连成星形(三角形)构成星形(三角形)负载图12-2。,3个阻抗相等，称,对称三相负载,。,12-1 三相电路,三相负载3个阻抗连成星形(三角形)构成星形(三角形)负载图1,对称三相电路,-1,从对称三相电源3个端子引出相同阻抗3条端线(或输电线)，对称三相负载连接在端线上形成,对称三相电路,。图12-2a、b两个对称三相电路。,图a三相电源为星形，负载为星形，称,Y-Y连接,方式；,图b三相电源为星形，负载为三角形，称,Y-连接,方式。,12-1 三相电路,对称三相电路-1从对称三相电源3个端子引出相同阻抗3条端线(,对称三相电路,-2,还有,-Y,和,-,连接。,Y-Y连接中，如三相电源中点N和负载中点N用一条具有阻抗为Z,N,中线连接，图中虚线，称,三相四线制,方式。,上述其余方式均属,三相三线制,。,实际三相电路中，三相电源对称，3条端线阻抗相等，负载不一定对称。,12-1 三相电路,对称三相电路-2还有-Y和-连接。12-1 三相电路,12-2 线电压(电流)与相电压(电流)的关系,三相系统中，输电线中电流称,线电流,，图12-2a、b中,称,中性线电流,。,端线之间电压称,线电压,：,三相电源、三相负载每一相电压、电流称,相电压、相电流,。,12-2 线电压(电流)与相电压(电流)的关系三相系统中，输,线电压,和相电压的关系,-1,三相电源线电压和相电压、线电流和相电流间关系与连接方式有关。三相负载也如此。,对称星形电源,，设线电压为 相电压为 或,根据KVL，有,另有 式12-1只有两个方程独立。对称Y形三相电源端线电压与相电压间关系，图12-3a。,12-2 线与相电压(电流)关系,线电压和相电压的关系-1三相电源线电压和相电压、线电流和相电,线电压,和相电压的关系,-2,图12-3a实线表示,图解法,。,线电压与相电压关系用,电压正三角形,说明，相电压对称，线电压一定对称，是相电压 倍,三角形电源,图12-1b，有：,线电压等于相电压,，相电压对称，线电压一定对称。,上述线电压和相电压关系适用于对称星形负载和三角形负载。,12-2 线与相电压(电流)关系,线电压和相电压的关系-2图12-3a实线表示 图解法。,线电流和相电流间关系,星形连接,线电流等于相电流,。,图12-2b负载，设对称相电流为,3个线电流为,根据KCL有,另有 上述3方程，,只有2个独立。线电流与相电,流关系，相量图12-3b，实线,部分表示 图解法。,12-2 线与相电压(电流)关系,线电流和相电流间关系星形连接线电流等于相电流。12-2 线与,12-3 对称三相电路的计算,三相电路是正弦电流电路特殊类型。分析正弦电路方法对对称三相电路完全适用。根据对称三相电路特点，简化对称三相电路分析。,对称三相四线制电路分析,，,12-2a,，,Z,1,线路阻抗，,Z,N,中线阻抗。,N,和,N,中点。,可用结点法先求中点,N,与,N,间电压。以,N,为参考结点得,12-3 对称三相电路的计算三相电路是正弦电流电路特殊类型。,对称三相电路的计算,由于 所以,各相电源和负载中电流等于线电流,：,中线电流为,对称Y-Y三相电路，中线如同开路。,12-3 对称三相电路的计算,对称三相电路的计算由于,一相计算电路,由于 各相电流独立；又由于三相电源、三相负载对称，,相电流构成对称组,。只要计算任一相，其他两相电压、电流按对称顺序写出。称,对称三相电路归结为一相计算方法,。,图12-4一相计算电路(A相)。注意：连接,N,、,N,是短路线，与中线,Z,N,无关。,对称Y-Y三相电路理论上不需要中线。三相互为回路。,其他连接方式对称三相电路，可根据星形和三角形等效互换，,化成对称Y-Y三相电路,，然后用一相计算方法。,12-3 对称三相电路的计算,一相计算电路由于 各相电流独立；又由于三相电源、三,例 12-1,对称三相电路图12-2a，,Z,1,=(1+j2)，,Z,=(5+j6)，求,负载电流相量,解,设对称三相电压源与线电压对应。根据式12-1,12-4一相(A相)计算电路。得,根据对称性,：,12-3 对称三相电路的计算,例 12-1对称三相电路图12-2a，Z1=(1+j2)，,例 12-2,-1,对称三相电路12-2b。Z=(19.2+j14.4)，Z,1,=(3+j4)，对称线电压U,AB,=380V。求,负载端线电压和线电流,。,解,变换为图12-5对称Y-Y。,Z(Y),令 按,一相计算,而：,此电流即为负载端线电流。,12-3 对称三相电路的计算,例 12-2-1对称三相电路12-2b。Z=(19.2+j1,例 12-2,-2,求负载端相电压，用线电压与相电压关系得负载端线电压。,根据式12-1,根据,对称性可写出,：,根据负载端线电压得负载相电流：,也可用式12-2计算负载相电流。,12-3 对称三相电路的计算,例 12-2-2求负载端相电压，用线电压与相电压关系得负载端,12-4 不对称三相电路的概念,三相电路只要一部分不对称就称,不对称三相电路,。,如：对称三相电路某一条端线断开，或某一相负载发生短路或开路，失去对称性，成不对称三相电路。,对不对称三相电路分析，不能用一相计算方法。,本节简介负载不对称引起的一些特点。,12-4 不对称三相电路的概念三相电路只要一部分不对称就称不,不对称Y-Y三相电路,-1,图12-6aY-Y三相电源对称，负载不对称。,先讨论,S打开(不接中线),。结点电压法得,负载不对称，N点和N点电位不同。图12-6b，N和N点不重合，称,中点位移,。,电源对称，根据中点位移判断负载端不对称程度。,中点位移大，造成负载端电压严重不对称，负载工作不正常。如负载变动，各相相互关联，彼此互有影响。,11-4 不对称三相电路的概念,不对称Y-Y三相电路-1图12-6aY-Y三相电源对称，负,不对称Y-Y三相电路,-2,合上S(接中线)，如,Z,N,0，可强使 尽管电路不对称，但在此条件下，各相保持独立，互不影响，各相分别独立计算。克服无中线引起缺点。,负载不对称情况下中线存在非常重要,。,相电流不对称，中线电流一般不为零，即,11-4 不对称三相电路的概念,不对称Y-Y三相电路-2合上S(接中线)，如ZN0，可强,例 12-3,-1,图12-6a,Z,B,=Z,C,=,R,，,一种测定相序仪器，称,相序指示器,。,R,用两个相同白炽灯代替。说明相电压对称，如何根据两个,白炽灯亮度,确定电源相序。,解,电路中点电压,令 ，有,B相灯泡承受电压 为,所以,U,BN,=1.5,U,11-4 不对称三相电路的概念,例 12-3-1图12-6a,ZB=ZC,例 12-3,-2,为,即,U,CN,=0.4,U,可,判断,：若电容所在相设A相，,灯泡较亮一相为B相,，较暗为C相。,其实，根据中点电压 即可判断,U,BN,U,CN,。,11-4 不对称三相电路的概念,例 12-3-2 为11-4 不对称三相电路的概念,12-5 三相电路的功率,三相电路中，,三相负载吸收复功率等于各相复功率之和,，即,对称三相电路，因而,三相电路瞬时功率为各相负载瞬时功率之和,图12-2a电路有,12-5 三相电路的功率三相电路中，三相负载吸收复功率等于各,瞬时功率平衡,和为,p,=,p,A,+,p,B,+,p,c,=3,U,AN,I,A,cos,=3,P,A,表明，,对称三相电路瞬时功率是常量，等于平均功率,。是对称三相电路的一个优越性能。习惯上称,瞬时功率平衡,。,三相三线制电路，不论对称与否，可使用两个功率表方法测量三相功率，称,二瓦计法,。,12-5 三相电路的功率,瞬时功率平衡和为12-5 三相电路的功率,二瓦计法,-1,两功率表一种连接图12-7。线电流从*流入电流线圈(A、B两端线)，电压线圈非*端共同接非电流线圈所在第3条端线(C端线)。,这种方法功率表接线只触及端线，与负载和电源连接方式无关。,可证明图中两个功率表读数代数和为三相三线制中右侧电路吸收平均功率。,12-5 三相电路的功率,二瓦计法-1两功率表一种连接图12-7。线电流从*流入电流线,二瓦计法,-2,设两功率表读数用,P,1,和,P,2,表示，根据功率表工作原理，有：,所以,因为,代入上式有,而 则,表示,右侧三相负载有功功率,。,12-5 三相电路的功率,二瓦计法-2设两功率表读数用P1和P2表示，根据功率表工作原,二瓦计法,-3,对称三相制中令：,为负载阻抗角。,注意,，一定条件下，(如|,|60),功率表之一读数可能为负，求代数和时该读数取负值。,单独一个功率表读数没有意义,。,三相四线制不用二瓦计法测量三相功率,，因为一般情况下，,12-5 三相电路的功率,二瓦计法-3对称三相制中令：12-5 三相电路的功率,例 12-4,-1,图12-7对称三相电路，已知对称三相负载吸收功率2.5kW，功率因数,=cos,=0.866(感性)，线电压380V。求,两个功率表读数,。,解,对称三相负载吸收功率是一相负载的3倍，令,得电流,I,A,又,=arccos,30,12-5 三相电路的功率,例 12-4-1图12-7对称三相电路，已知对称三相负载吸收,例 12-4,-2,功率表相关电压、电流相量：,功率表读数,：,其实，只要求得两个功率表之一读数，另一功率表读数等于负载功率减去该表读数，如求得,P,1,后，,P,2,=,P,-,P,1,。,12-5 三相电路的功率,例 12-4-2功率表相关电压、电流相量：12-5 三相电路,习 题,P313,题 12-5（1）、（2）,12-5 三相电路的功率,习 题12-5 三相电路的功率,