《相电路及安全用电》PPT课件.ppt

第4章三相电路及安全用电 后一页 返回 4 1三相电压 4 2负载星形联接的三相电路 4 3负载三角形联接的三相电路 4 4三相功率 4 5安全用电 本章要求 1 搞清对称三相负载Y和 联接时相线电压 相线电流关系 2 掌握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 4 了解安全用电常识 返回 前一页 后一页 4 1三相电压 一 三相电压的产生 工作原理 动磁生电 三相交流发电机示意图 转子 定子 返回 前一页 后一页 三相交流发电机结构 返回 前一页 后一页 相量表示 E 120 返回 前一页 后一页 对称三相电势的瞬时值之和为0 三相交流电到达正最大值的顺序称为相序 三个正弦交流电动势满足以下特征 返回 前一页 后一页 二 三相电源的星形联接 1 联接方式 中线 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 端线与中线间 发电机每相绕组 的电压 线电压 端线与端线间的电压 Up 返回 前一页 后一页 Ul 跳转 2 线电压与相电压的关系 相电压 端线与中线间的电压 线电压 端线与端线间的电压 相量图 30 根据KVL定律 由相量图可得 返回 前一页 后一页 同理可得 三 三相电源的三角形联接 返回 前一页 后一页 4 2负载星形联接的三相电路 不对称三相负载 不满足ZA ZB ZC如由单相负载组成的三相负载 对称三相负载 ZA ZB ZC如三相电动机 三相负载的联接 三相负载也有Y和 两种接法 至于采用哪种方法 要根据负载的额定电压和电源电压确定 原则是 负载必须承受额定电压 前一页 后一页 一 三相负载 单相负载 只需一相电源供电照明负载 家用电器 分类 三相负载 需三相电源同时供电三相电动机等 返回 二 负载星形联接的三相电路 N电源中性点 N 负载中性点 线电流 流过端线的电流 相电流 流过每相负载的电流 结论 负载Y联接时 线电流等于相电流 前一页 后一页 1 联接形式 返回 2 负载Y0联接三相电路的计算 1 负载端的线电压 电源线电压2 负载的相电压 电源相电压 负载Y联接带中线时 可将各相分别看作单相电路来计算 3 线电流 相电流 Y0联接时 4 中线电流 前一页 后一页 返回 3 对称负载Y0联接三相电路的计算 负载对称时 三相电流也对称 负载对称时 中线无电流 可省掉中线 负载对称时 只需计算一相电流 其它两相电流可根据对称性直接写出 前一页 后一页 返回 例1 前一页 后一页 返回 三相对称 中线电流 例1 1 线电流 前一页 后一页 返回 2 三相负载不对称 RA 5 RB 10 RC 20 分别计算各线电流 中线电流 前一页 后一页 返回 例2 照明系统故障分析 在上例中 试分析下列情况 1 A相短路 中线未断 求各相负载电压 中线断开 求各相负载电压 2 A相断路 中线未断 求各相负载电压 中线断开 求各相负载电压 B C相灯由于承受电压过高将烧坏 2 中线断开 U A 0U B UBA 380VU C UCA 380V 前一页 后一页 返回 中线未断 IB IC UBC RB RC 380 10 20 12 7A 结论 1 不对称负载Y联接又未接中线时 负载电压不再对称 且负载电阻越大 负载承受的电压越高 2 中线的作用 保证星形联接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 且中线上不允许接刀闸和熔断器 B C相灯仍承受220V电压正常工作 变为单相电路 前一页 后一页 返回 例三 求例一电路中线断开时的负载相电压及负载相电流 则节点电压 前一页 后一页 返回 可见 1 不对称三相负载做星形联接且无中线时 三相负载的相电压不对称 2 照明负载三相不对称 必须采用三相四线制供电方式 且中线上不允许接刀闸和熔断器 前一页 后一页 返回 一 联接形式 4 3负载三角形联接的三相电路 线电流 流过端线的电流 相电流 流过每相负载的电流 前一页 后一页 返回 线电流不等于相电流 2 相电流 3 线电流 1 负载相电压 电源线电压 即 UP Ul 一般电源线电压是对称的 所以不论负载是否对称 负载相电压始终对称 二 分析计算 前一页 后一页 返回 前一页 后一页 返回 相量图 4 三相负载对称时 三相负载对称时 三相相电流对称 同理可得 线电流 三相负载的联接原则 负载的额定电压 电源的线电压 应作 联接 负载的额定电压 电源线电压 应作Y联接 前一页 后一页 返回 应使加于每相负载上的电压等于其额定电压 与电源的联接方式无关 4 4三相功率 无论负载为Y或 联接 每相有功功率都应为 Pp UpIpcos p 对称负载 联接时 同理 对称负载Y联接时 相电压与相电流的相位差 当负载对称时 P 3UpIpcos p 前一页 后一页 返回 正误判断 对称负载Y联接 ZB ZC ZA N N 前一页 后一页 返回 正误判断 对称负载Y联接 前一页 后一页 返回 例一 三相对称负载作三角形联接 Ul 220V 当K1和K2均闭合时 各电流表读数均为17 3A 三相功率P 4 5kW 试求 1 每相负载的电阻和感抗 2 K1合 K2断开时 各电流表读数和有功功率P 3 K1断 K2闭合时 各电流表读数和有功功率P 返回 前一页 后一页 2 K1闭合 K2断开时 IA IC 10AIB 17 32A 流过电流表A C的电流变为相电流IP 流过电流表B的电流仍为线电流Il 当开关均闭合时 每相有功功率P 1 5kW K1合 K2断时 ZAB ZBC的相电压和相电流没变 则PAB PBC不变 P PAB PBC 3kW 前一页 后一页 返回 IB 0A 3 K1断开 K2闭合时 变为单相电路 I1仍为相电流IP I2变为1 2IP IA IC 10 5 15A I2变为1 2IP 所以AB BC相的功率变为原来的1 4 P 1 4PAB 1 4PBC PCA 0 375 0 375 1 5 2 25kW 前一页 后一页 返回 例二 某大楼为日光灯和白炽灯混合照明 需装40瓦日光灯210盏 Cos 1 0 5 60瓦白炽灯90盏 Cos 2 1 它们的额定电压都是220V 由380V 220V的电网供电 试分配其负载并指出应如何接入电网 这种情况下 线路电流为多少 解 1 该照明系统与电网连接图 前一页 后一页 返回 解 1 该照明系统与电网连接图 2 计算线电流 前一页 后一页 返回 例三 某大楼电灯发生故障 第二层楼和第三层楼所有电灯都突然暗下来 而第一层楼电灯亮度不变 试问这是什么原因 这楼的电灯是如何联接的 同时发现 第三层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些 这又是什么原因 解 1 本系统供电线路图 前一页 后一页 返回 2 当P处断开时 二 三层楼的灯串联接380V电压 所以亮度变暗 但一层楼的灯仍承受220V电压亮度不变 3 三楼灯多于二楼灯即R3 R2 所以三楼灯比二楼灯暗 解 1 本系统供电线路图 前一页 后一页 返回 4 5安全用电 一 概述 安全用电 人身安全 设备安全 1 电流对人体的危害人体允许的安全工频电流 30mA工频危险电流 50mA人体电阻 Rb 1000 一般情况 人体危险电压 U 0 05 1000 50V我国规定安全电压 36V 24V 12V 前一页 后一页 返回 2 触电原因及常见触电事故 1 发生触电的原因未遵守操作规程或粗心大意 直接接触或过分靠近电气设备的带电部分 通过人体电流 中性点接地系统单相触电 前一页 后一页 返回 中性点接地系统一相接地时 在煤矿井下足以引起瓦斯 煤尘爆炸 井下供电系统变压器中性点禁止接地 煤矿井下 照明负载 煤电钻 电动机三相绕组均接 形 保证每相负载电压UL 127V 前一页 后一页 返回 中性点不接地系统 设 UP 380VRb 1000 R 35k 当发生单相对地短路 入地电流很小 引燃瓦斯 煤尘的可能性大大减少 人体接触某一相 对地绝缘电阻 前一页 后一页 返回 2 双相触电 二 接地与接零 保护接地 将电气设备不带电的金属外壳与接地体可靠地连接起来 保护接零 将电气设备不带电的金属外壳与零线相连 触电后果更为严重 Ib 通过人体的电流 前一页 后一页 返回 1 保护接地 用于中性点不接地系统 电气设备外壳未装保护接地时 当电气设备内部绝缘损坏发生一相碰壳时 由于外壳带电 当人触及外壳 接地电流Ie将经过人体入地后 再经其它两相对地绝缘电阻R 及分布电容C 回到电源 当R 值较低 C 较大时 Ib将达到或超过危险值 对地绝缘电阻 分布电容 前一页 后一页 返回 电气设备外壳有保护接地时 通过人体的电流 Rb与Ro并联 且Rb Ro 通过人体的电流可减小到安全值以内 由图可知 利用接地装置的分流作用来减少通过人体的电流 前一页 后一页 返回 2 保护接零 用于380V 220V三相四线制系统 电气设备的外壳可靠地接到零线上 当电气设备绝缘损坏造成一相碰壳 该相电源短路 其短路电流使保护设备动作 将故障设备从电源切除 防止人身触电 把电源碰壳 变成单相短路 使保护设备能迅速可靠地动作 切断电源 前一页 后一页 返回 若保护接地和保护接零同时使用时 当A相绝缘损坏碰壳时 式中 R0 保护接地电阻4 R 0 工作接地电阻4 注 中性点接地系统1 不允许采用保护接地 只能采用保护接零 2 不准保护接地和保护接零同时使用 接地电流 此电流不足以使大容量的保护装置动作 前一页 后一页 返回