第5章-三相电路.pptx

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1、第第5 5章章 三相电路及安全用电三相电路及安全用电5.1 三相电压5.2 负载星形联接的三相电路5.3 负载三角形联接的三相电路5.4 三相功率第1页/共44页第第第第5 5 5 5章章章章 三相电路三相电路三相电路三相电路本章要求：本章要求：1.1.搞清对称三相负载搞清对称三相负载Y Y和和联接时相线电压、相线联接时相线电压、相线电流关系。电流关系。2.2.掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正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。确联接方法，理解中线的作用。3.3.掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。4.4.

2、了解安全用电常识。了解安全用电常识。第2页/共44页 图图5.1.1 5.1.1 三相交流发电机示意图三相交流发电机示意图5.1 5.1 三相电压三相电压一、三相电压的产生一、三相电压的产生工作原理：动磁生电工作原理：动磁生电(尾端尾端)+eAeBeCXABYCZ(首端首端)+ZAXYNSC-+B 图图4.1.4.1.2 2 三相绕组示意图三相绕组示意图定子转子第3页/共44页三相电动势瞬时表示式三相电动势瞬时表示式相量表示相量表示铁芯（作为导磁路经）三相绕组匝数相同匝数相同空间排列互差空间排列互差120120:直流励磁的电磁铁定子转子发电机结构第4页/共44页相量图相量图波形图波形图e0eA

3、eBeC2120240360三相电动势瞬时表示式三相电动势瞬时表示式相量表示相量表示EBEA.120120120EC.第5页/共44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。三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。最大值相等最大值相等频率相同频率相同相位互差相位互差120120 称为对称三相电势称为对称三相电势三个正弦交流电动势满足以下特征供电系统三相交流电的相序为供电系统三相交流电的相序为 A A B B C C第6页/共44页二、三相电源的星形联接1.联接方式中线中线(零线、地线零线、地线)中性点端线端线(相线、火线相线、火线)在低压系统在低压系统,中中性点通常接

4、地，性点通常接地，所以也称地线。所以也称地线。相电压相电压：端线与中线间（发电机每相绕组）的电压：端线与中线间（发电机每相绕组）的电压线电压线电压：端线与端线间的电压：端线与端线间的电压、Up+、UlXYZNBCAeA+eC+eB+第7页/共44页2.2.2.2.线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系根据根据KVLKVL定律定律由相量图可得相量图相量图 30AXYZNBCeA+eC+eB+第8页/共44页同理三、三相电源的三角形联接三、三相电源的三角形联接+BAC第9页/共44页5.25.2负载星形联接的三相电路负载星形联接的三相电路三相负载三相负载不对称三相负载：不对称三相负载：不满足不满

5、足 Z ZA A=Z ZB B =Z ZC C 如由单相负载组成的三相负载如由单相负载组成的三相负载对称三相负载：对称三相负载：Z ZA A=Z ZB B=Z ZC C 如如三相电动机三相电动机一、三相负载一、三相负载分类分类单相负载：单相负载：只需一相电源供电只需一相电源供电 照明负载、家用电器照明负载、家用电器负载负载三相负载：三相负载：需三相电源同时供电需三相电源同时供电 三相电动机等三相电动机等三相负载的联接三相负载的联接 三相负载也有三相负载也有 Y Y和和 两种接法，至于采用哪种方两种接法，至于采用哪种方法法 ，要根据负载的额定电压和电源电压确定。，要根据负载的额定电压和电源电压确

6、定。第10页/共44页A AB B电源电源C保险丝保险丝三相四线制380/220伏N N 额定相电压为220伏的单相负载 额定线电压为380伏的三相负载三相负载连接原则三相负载连接原则1.1.电源提供的电压电源提供的电压=负载的额定电压；负载的额定电压；2.2.单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。第11页/共44页 二、负载星形联接的三相电路线电流：线电流：流过端线的电流流过端线的电流相电流：相电流：流过每相负载的电流流过每相负载的电流结论：结论：负载负载 Y Y联联接时，线电接时，线电流等于相电流等于相电流。流。Y:Y:三相三线制三相三线制Y Y0 0：三

7、相四线制三相四线制1.1.联接形式联接形式+ZBZCZAN NN N+N 电源中性点N负载中性点第12页/共44页2.2.2.2.负载负载Y Y 0 0联接三相电路的计联接三相电路的计算算1)1)负载端的线电压电源线电压负载端的线电压电源线电压2)2)负载的相电压电源相电压负载的相电压电源相电压3)3)线电流相电流线电流相电流Y0 联接时：4)4)中线电流中线电流负载负载 Y Y 联接带中线时联接带中线时,可将各相分别看作单相电路计算可将各相分别看作单相电路计算+ZBZCZAN NN N+第13页/共44页负载对称时,中线无电流,可省掉中线。3.3.3.3.对称负载对称负载Y Y0 0 联接三

8、相电路的计算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，只 需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接 写出。+ZBZCZAN NN N+第14页/共44页例1 1：N+NRARBRCACB若RA=RB=RC=5，求线电流及中电流若RA=5 ,RB=10 ,RC=20 ,求线电流及 一星形联接的三相电路，电源电压对称.设电源线电压 。负载为电灯组，流 IN;中线电流 IN。第15页/共44页 三相对称中线电流解：已知：(1)线电流N+NRARBRCACB第16页/共44页(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第17页/共44页例例2

9、2 2 2：照明系统故障分析：照明系统故障分析解:1.1.A A相短路相短路1)中线未断 N NR RA AR RCR RB BA AB BN NC C 此时此时A A相短路电流很相短路电流很大，将大，将A A相熔断丝熔断，相熔断丝熔断，而而 B B相和相和C C相未受影响，相未受影响，其相电压仍为其相电压仍为220220V,V,正常工作。正常工作。在上例中，试分析下列情况在上例中，试分析下列情况 1.1.A A相短路相短路:中性线未断时，求各相负载电压；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。中性线断开时，求各相负载电压。2.2.A A相断路相断路:中性线未断时，求各相负

10、载电压；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。中性线断开时，求各相负载电压。第18页/共44页 此况下，此况下，B B相和相和C C相的电灯组由于承受电压上所加相的电灯组由于承受电压上所加 的电压都超过额定电压（的电压都超过额定电压（220220V)V)，这是不允许的。这是不允许的。2)A2)A相短路相短路,中线断开中线断开时时,此时负载中性点N N 即即为为A,A,因此负载各相电因此负载各相电压为压为 A AB BN NC CN Ni iA Ai iCi iB B+第19页/共44页 2.2.A A相断路相断路 2)2)中线断开中线断开 B、C相灯仍承受220V电压,正

11、常工作。1)1)中线未断中线未断变为单相电路，变为单相电路，如图如图(b)b)所示所示,由图可求得由图可求得IBCU UA AU UB B+(b)b)N NR RA AR RCR RB BA AB BN NC C(a)a)第20页/共44页结论 1.1.不对称负载不对称负载Y Y联接又未接中线时，负载相电压联接又未接中线时，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。不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。2.2.中线的作用：保证星形联接三相不对称负载的中线的作用：保证星形联接三相不对称负载的相电压对称。相电压对称。3.3.照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供照明负载三相

12、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电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀闸开关。刀闸开关。第21页/共44页例例3:3:求例求例1 1电路中线断开时负载的相电压及相电流。电路中线断开时负载的相电压及相电流。则节点电压解：设负载电压负载电压NNRBRC.RA+第22页/共44页可见：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。第23页/共44页练习与思考 5.2.3 有220伏100W的电灯66个，应如何接入线电压为380V的三相四线制电路？求负载在

13、对称情况下的线电流。5.2.1 什么是三相负载、单相和单相负载的三相联接？三相交流电动机有三根电源线接到电源的A,B,C三端，称为三相负载，电灯有两根电源线，为什么不称为两相负载？5.2.4 为什么电灯开关一定要接在相线(火线)上？5.2.2 图示电路中，为什么中性线中部不接开关，也不接入熔断器？第24页/共44页一、联接形式5.35.3负载三角形联接的三相电路负载三角形联接的三相电路线电流线电流:流过端线的电流流过端线的电流相电流相电流:流过每相负载的电流流过每相负载的电流 、ZABZBCZCAACB+第25页/共44页线电流不等于相电流线电流不等于相电流 2.相电流1.负载相电压=电源线电

14、压即:UP=Ul 一般电源线电压对称，一般电源线电压对称，因此不论负载是否对称，因此不论负载是否对称，负载相电压始终对称负载相电压始终对称,即二、分析计算ZABZBCZCAACB+相电流：线电流：U UABAB=U UBCBC=U UCACA=U Ul l=U UP P第26页/共44页相量图BCABCACABCABCA30负载对称时,相电流对称相电流对称，即，即BC 3.线电流由相量图可求得为此线电流也对称，即为此线电流也对称，即 。线电流比相应的相电流线电流比相应的相电流滞后滞后3030。第27页/共44页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

15、作 Y 联接 应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与电源的联接方式无关。电源的联接方式无关。三相电动机绕组可以联接成星形，也可以联接成三角形，而照明负载一般都联接成星形（具有中性线）。第28页/共44页5.4 5.4 三相功率三相功率无论负载为无论负载为 Y Y 或或联接，每相有功功率都应为联接，每相有功功率都应为 P Pp p=U Up p I Ip p coscos p 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=3Up Ipcosp第29页/共44页正误判断正误判断对称负载对称负载 Y Y联接联接+Z

16、BZCZAN NN N+第30页/共44页对称负载对称负载 Y Y联接联接正误判断第31页/共44页 有一三相电动机,每相的等效电阻R=29,等效 感抗XL=21.8,试求下列两种情况下电动机的相电流、线电流以及从电源输入的功率，并比较所的结果：(1)绕组联成星形接于Ul=380 V的三相电源上;(2)绕组联成三角形接于Ul=220 V的三相电源上。例1:解:(1)(2)第32页/共44页(2)比较(1),(2)的结果:在三角形和星形两种联接法中,相电压、相电流以及功率都未改变，仅三角形联接情况下的线电流比星形联接情况下的线电流增大 倍。第33页/共44页例2:线电压Ul为380 V的三相电源

17、上，接有两组对称三相电源：一组是三角形联接的电感性负载，每相阻抗 ;另一组是星形联接的电阻性负载，每相电阻R=10,如图所示。试求：(1)各电阻负载的相电流；(2)电路线电流；(3)三相有功功率。A AB BC设解：(1)各电阻负载的相电流各电阻负载的相电流 由于三相负载对称，所以只需计算一相，其由于三相负载对称，所以只需计算一相，其他两相可以推出。他两相可以推出。第34页/共44页负载星形联接时，其线电流为负载星形联接时，其线电流为负载三角形联接时，其线电流为负载三角形联接时，其线电流为(2)(2)电路线电流电路线电流一相电压与电流的相量图如图所示第35页/共44页一相电压与电流的相量图如图

18、所示一相电压与电流的相量图如图所示(3)(3)三相电路的有功功率三相电路的有功功率第36页/共44页例3：三相对称负载作三角形联接，Ul=220V，当s1、s2 均闭合时，各电流表读数均为17.3A，三相功率 P=4.5 kW，试求:1)每相负载的电阻和感抗；2)s 1合、s2断开时,各电流表读数和有功功率P；3)s 1断、s 2闭合时,各电流表读数和有功功率P。Z ZCACAAAAS S1 1S2ZABZBCC CA AB B第37页/共44页或：P=I 2R P=UIcostg=XL/R 解：(1)由已知条件可求得Z ZCACAAAAS S1 1S2ZABZBCC CA AB B第38页/

19、共44页2)2)s1 1闭合、闭合、s2 2断开时断开时 IA=IC=10A IB=17.32 A 流过电流表流过电流表 A A、C C 的的电流变为相电流电流变为相电流 I IP P，流流过电流表过电流表B B 的电流仍为的电流仍为线电流线电流I Il l 。因为开关s均闭合时 每相有功功率每相有功功率 P=1.5 kW 当 s1合、s2断时，ZAB、ZBC 的相电压和相电流不变，则PAB、PBC不变。P=PAB+PBC=3 kWkWS S1 1AAAS S2 2Z ZABABZ ZCACAZ ZBCBCC CA AB B第39页/共44页IB=0A 3)3)s1 1断开、断开、s2 2闭合

20、时闭合时变为单相电路变为单相电路Z ZA AB BZ ZBCBCZ ZCACAA AC CI1I2 I1 仍为相电流仍为相电流 IP ，I2 变为变为 1/2 IP 。IA=IC=10+5=15A I2 变为变为 1/2 IP，所以所以 ABAB、BCBC 相的功率变为原来的相的功率变为原来的1/4 。P=1/4 PAB+1/4 PBC+PCA =0.375+0.375+1.5=2.25 kWAAAS1S S2 2Z ZABABZ ZBCBCZ ZCACAA AB BC C第40页/共44页例例4 4 4 4：某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装4040瓦瓦

21、 日日光灯光灯210210盏盏(coscos 1 1=0.50.5)，6060瓦白炽灯瓦白炽灯9090盏盏(c cosos 2 2=1),=1),它们的额定电压都是它们的额定电压都是220220V V，由由380380V V/220V220V的电网供电。的电网供电。试分配其负载并指出应如何接入电网。这种情况下试分配其负载并指出应如何接入电网。这种情况下,线线路电流为多少？路电流为多少？解解:1.1.该照明系统与电网连接图该照明系统与电网连接图N NA AB BC C3030盏盏+7070盏盏返回第41页/共44页 2.2.计算线电流计算线电流设U .=220/0V解解:1.1.该照明系统与电网连接图该照明系统与电网连接图N NA AB BC C3030盏盏+7070盏盏第42页/共44页作 业5.2.45.4.3第43页/共44页感谢您的观看！第44页/共44页