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1、第3章三相电路本讲稿第一页，共六十一页输输电电线线路路本讲稿第二页，共六十一页 3.2 3.2 三相电路三相电路 2.2.三相交流电源三相交流电源3.1 3.1 三相电压三相电压3.3 3.3 三相电路的功率三相电路的功率1.1.三相电压三相电压1.1.星形接法及计算星形接法及计算2.2.照明线路分析照明线路分析3.3.三角形接法及计算三角形接法及计算本讲稿第三页，共六十一页3.1 三相电压三相电压三相发电设备三相发电设备本讲稿第四页，共六十一页三相电压三相电压三相电压的特征：三相电压的特征：大小相等，频率相同，相位互差大小相等，频率相同，相位互差120本讲稿第五页，共六十一页三相电压的相量关
2、系：三相电压的相量关系：本讲稿第六页，共六十一页三相电压的相序三相电压的相序上述三相电压的相序（次序）上述三相电压的相序（次序）A、B、C称称为为正序正序或顺序。或顺序。与此相反，如与此相反，如B B相超前相超前A相相120，C相超前相超前B相相120，这种相序称为这种相序称为反序反序或或逆序逆序。电力系统一般采用正序。电力系统一般采用正序。本讲稿第七页，共六十一页 三相交流电源三相交流电源Y YB BC CZ ZX XA AN N星形接法星形接法本讲稿第八页，共六十一页（零线）（零线）（火线）（火线）（火线）（火线）（火线）（火线）A AX XY YC CB BZ ZN N相线（火线）相线（
3、火线）:A AB BC C中线（零线）：中线（零线）：N N星形接法星形接法本讲稿第九页，共六十一页A AA AX XY YC CB BZ ZB BC C三角形接法三角形接法本讲稿第十页，共六十一页三相电路的基本概念三相电路的基本概念-1-11 1、相线（火线）：、相线（火线）：从从3 3 个电压源正极性端子个电压源正极性端子A、B、C向外引出向外引出的导线。的导线。2 2、中线（零线）：、中线（零线）：从中（性）点从中（性）点N引出的导线。引出的导线。10A250V五孔插座（带保护门）五孔插座（带保护门）火线火线零线零线本讲稿第十一页，共六十一页3、线电压：、线电压：火线之间的电压。火线之间
4、的电压。4、相电压、相电压电源每一相的电压，或负载阻抗的电压。电源每一相的电压，或负载阻抗的电压。5、线电流、线电流火线中的电流。火线中的电流。6、相电流、相电流各相电源中的电流或负载阻抗的电流。各相电源中的电流或负载阻抗的电流。三相电路的基本概念三相电路的基本概念-2-2本讲稿第十二页，共六十一页相电压相电压线电压线电压线电流线电流又是相电流又是相电流相电压相电压又是线电压又是线电压线电流线电流相电流相电流+-A-+B+-CNN+-+ABCiAiAiAB星形接法星形接法三角形接法三角形接法本讲稿第十三页，共六十一页线电压线电压：火线间的电压。火线间的电压。C CA AB BN N注意规定的注
5、意规定的正方向正方向本讲稿第十四页，共六十一页线电压与对称相电压之间的关系可以用图示电压正线电压与对称相电压之间的关系可以用图示电压正三角形说明，三角形说明，相电压对称时，线电压也一定依序对称，相电压对称时，线电压也一定依序对称，NABC电压相量图电压相量图依次依次超前超前相应相电压的相位为相应相电压的相位为30。实际计算时，只要算出一相就可以依序写出其余实际计算时，只要算出一相就可以依序写出其余两相。两相。线电压是相电压的线电压是相电压的 倍，倍，本讲稿第十五页，共六十一页线电压与相电压的通用关系表达式：线电压与相电压的通用关系表达式：-为相电压为相电压 -为线电压为线电压在日常生活与工农业
6、生产中，多数用户的电压等级为在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为本讲稿第十六页，共六十一页三角形接法三角形接法AAXYCBZBC特点：特点：线电压线电压=相电压相电压本讲稿第十七页，共六十一页对称对称星形负载和三角形星形负载和三角形负载负载：以上有关线电压和相电压的关系以上有关线电压和相电压的关系星形接法星形接法A AC CB B N NZ ZZ ZZ Z三角形接法三角形接法A AC CB BZ ZZ ZZ Z负载也有两种接法负载也有两种接法:同样适用同样适用本讲稿第十八页，共六十一页3.2 3.2 三相电路三相电路本讲稿第十九页，共六十一页电源和负载的连接电源和负载的连接1 1、负
7、载的连接方式、负载的连接方式负载也可以连接成星形或三角形。负载也可以连接成星形或三角形。当三相阻抗相等时，就称为当三相阻抗相等时，就称为对称三相负载对称三相负载。2 2、三相电路、三相电路从对称三相电源的从对称三相电源的3 3个端子引出具有相同阻抗的个端子引出具有相同阻抗的3 3条输电线，把一些对称三相负载连接在输电线上就条输电线，把一些对称三相负载连接在输电线上就形成了形成了对称三相电路对称三相电路。实际三相电路中，三相电源是对称的，但实际三相电路中，三相电源是对称的，但负载负载则则不不一定是对称一定是对称的。的。本讲稿第二十页，共六十一页3 3、三相电路的连接方式、三相电路的连接方式三相电
8、源为星形电源，负载为星形负载，称为三相电源为星形电源，负载为星形负载，称为Y-Y-Y Y连接方式；连接方式；三相电源为星形电源，负载为三角形负载，称为三相电源为星形电源，负载为三角形负载，称为Y-Y-连接方式；连接方式；此外还有此外还有-Y-Y连接方式和连接方式和-连接方式。连接方式。本讲稿第二十一页，共六十一页电源和负载的连接方式电源和负载的连接方式三相电源三相电源每相电压每相电压220V1 1、现有白炽灯三相负载、现有白炽灯三相负载UN=220V负载连接成负载连接成Y接，电路应连接成接，电路应连接成Y-YY-Y-Y-Y负载连接成负载连接成接，电路应连接成接，电路应连接成-2 2、如白炽灯、
9、如白炽灯UN=127V电路应连接为电路应连接为-Y3 3、如电动机、如电动机UN=380V，接法接法电路应连接为电路应连接为Y-本讲稿第二十二页，共六十一页对称三相电路的计算对称三相电路的计算 三相电路实际上是三相电路实际上是正弦电流电路正弦电流电路的一种特殊类的一种特殊类型。型。因此，前面对正弦电流电路的分析方法对三相因此，前面对正弦电流电路的分析方法对三相电路完全适用。电路完全适用。根据三相电路的一些特点，可以简化对称三相根据三相电路的一些特点，可以简化对称三相电路分析计算。电路分析计算。本讲稿第二十三页，共六十一页ACBNZ相电流相电流(负载上的电流负载上的电流)：ZZ1.1.星形接法及
10、计算星形接法及计算线电流线电流(火线上的电流火线上的电流)：本讲稿第二十四页，共六十一页 ACBNZZZ星形接法特点星形接法特点相电流相电流=线电流线电流*:中线电流中线电流本讲稿第二十五页，共六十一页线电压线电压=相电压相电压,线电压领先于相电压线电压领先于相电压30。ACBNZZZ星形接法特点星形接法特点本讲稿第二十六页，共六十一页ACBNZAZBZC负载星形接法时的一般计算方法负载星形接法时的一般计算方法解题思路：解题思路：一般线电压一般线电压 为已知，然后根据电压和负载求为已知，然后根据电压和负载求电流。电流。本讲稿第二十七页，共六十一页（1 1）负载不对称时，各相单独计算。）负载不对
11、称时，各相单独计算。（2 2）负载对称时，只需计算一相。）负载对称时，只需计算一相。（3 3）负载对称，只要求电流、电压大小时，仅负载对称，只要求电流、电压大小时，仅 算一相有效值即可。算一相有效值即可。本讲稿第二十八页，共六十一页负载对称时负载对称时问题及讨论中线是否中线是否可以取消？可以取消？答：三相完全对称时，中线可以取消。称为答：三相完全对称时，中线可以取消。称为 三相三线制。三相三线制。ACBZZZ本讲稿第二十九页，共六十一页应用实例应用实例-照明电路照明电路ACB.一层楼一层楼二层楼二层楼三层楼三层楼N 正确接法正确接法:每层楼的灯相每层楼的灯相互并联，然后互并联，然后分别接至各相
12、分别接至各相电压上。设电电压上。设电源电压为：源电压为：则每盏灯上都可则每盏灯上都可得到额定的工作电压得到额定的工作电压220V。本讲稿第三十页，共六十一页讨论讨论讨论照明电路能否采用照明电路能否采用三相三线制三相三线制供电方式？供电方式？ACB.一层楼一层楼二层楼二层楼三层楼三层楼N不加中线不加中线会不会出会不会出现问题现问题?本讲稿第三十一页，共六十一页 设线电压为设线电压为380V。A相断开后，相断开后，B、C 两相串连，两相串连，电压电压UBC（380V）加在）加在B、C负载上。如果两相负载负载上。如果两相负载对称，则每相负载上的电对称，则每相负载上的电压为压为190V。若一楼全部断开
13、，二、三楼仍然接通若一楼全部断开，二、三楼仍然接通,情况如何情况如何?ACB.一层楼一层楼二层楼二层楼三层楼三层楼分析：分析：结果二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。结果二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。问题1本讲稿第三十二页，共六十一页 若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼 灯的数量不等（设二楼灯的数量为三层的灯的数量不等（设二楼灯的数量为三层的 1/4）结果如何？）结果如何？结果：二楼灯泡上的电压超过额定电压，结果：二楼灯泡上的电压超过额定电压，灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。ACBR2R3分析分析问题2本讲稿第三十三页，共六十一页关于
14、中线的结论关于中线的结论 中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等的中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等的相电压。相电压。照明电路中绝对不能采用三相三线制供电，而且照明电路中绝对不能采用三相三线制供电，而且必须保证中线可靠。必须保证中线可靠。为了确保中线在运行中不断开，其上不允许接保险为了确保中线在运行中不断开，其上不允许接保险丝也不允许接刀闸。丝也不允许接刀闸。本讲稿第三十四页，共六十一页照明电路的一般画法照明电路的一般画法三相四线制三相四线制中线上不能加中线上不能加刀闸和保险刀闸和保险ABCN.一一层层二二层层三三层层本讲稿第三十五页，共六十一页短路短路+E三个电源串接三个
15、电源串接能否造成短路？能否造成短路？直流电源行吗？直流电源行吗？AXYZBC思考+-EEE直流电源串接不行，直流电源串接不行，三相交流电源可以，三相交流电源可以，为什么？为什么？本讲稿第三十六页，共六十一页本讲稿第三十七页，共六十一页2 三角形接法及计算三角形接法及计算ACB特点特点：线电压线电压=相电压相电压本讲稿第三十八页，共六十一页各电流的计算各电流的计算ACBZ ZABABZ ZBCBCZ ZCACA相电流相电流线线电电流流本讲稿第三十九页，共六十一页（2）负载对称时（）负载对称时（ZAB=ZBC=ZCA=Z），），各相电流有各相电流有 效值相等，相位互差效值相等，相位互差120 。有
16、效值为：。有效值为：ACBZABZBCZCA（1）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。本讲稿第四十页，共六十一页同理：同理：设：负载为阻性的，阻抗角为设：负载为阻性的，阻抗角为 0 。负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系ABC本讲稿第四十一页，共六十一页负载对称时三角形接法的特点负载对称时三角形接法的特点ACB 注意电路注意电路中规定的中规定的正方向正方向本讲稿第四十二页，共六十一页负载对称时：负载对称时：3.3 3.3 三相电路的功率三相电路的功率三相总有功功率：三相总有功功率：由负载由
17、负载性质决定性质决定星形接法时：星形接法时：三角形接法时：三角形接法时：本讲稿第四十三页，共六十一页三相电路的功率三相电路的功率有功功率：有功功率：无功功率：无功功率：视在功率：视在功率：在三相负载对称的条件下：在三相负载对称的条件下：本讲稿第四十四页，共六十一页i1i2u负负载载一、单相功率的测量一、单相功率的测量 电动式瓦特计电动式瓦特计在交流电路中在交流电路中其中，其中，为为 间的夹角。间的夹角。指针偏转角度电流线圈电流线圈电压线圈电压线圈i2和和 u 成正比，成正比，且近似同相且近似同相 三相电路的功率的测量三相电路的功率的测量本讲稿第四十五页，共六十一页二、三相功率的测量二、三相功率
18、的测量 负 载ACBN三相总功率为三个功率表测得数据的总和。三相总功率为三个功率表测得数据的总和。三相四线制接法，用三个功率表测量：三相四线制接法，用三个功率表测量：本讲稿第四十六页，共六十一页三相总功率等于两表测得数据之和。三相总功率等于两表测得数据之和。ACB三相三线制的电路中，用二表法测功率：三相三线制的电路中，用二表法测功率：本讲稿第四十七页，共六十一页两表法测量功率的原理：两表法测量功率的原理：结论：结论：三相总功率等于两表测得数据之和。每三相总功率等于两表测得数据之和。每 单个功率表的读数没有意义单个功率表的读数没有意义，实验用的实验用的 三相瓦特计实际上就是根据三相瓦特计实际上就
19、是根据“二表法二表法”的原理设计的。的原理设计的。本讲稿第四十八页，共六十一页求：功率表求：功率表W1、W2的读数。的读数。例例电机电机ACB 已知：已知：电机的功率为电机的功率为 2.5 kW,。（设电机为星形接法，（设电机为星形接法，N为其中点。）为其中点。）电源线电压为电源线电压为380V，各相对称。，各相对称。本讲稿第四十九页，共六十一页电机电机ACB（1）求电流大小）求电流大小本讲稿第五十页，共六十一页ACBZBZAZCN设：设：（2）求电流、电压的相位关系）求电流、电压的相位关系则：则：本讲稿第五十一页，共六十一页ACBZBZAZCN间的相位差间的相位差已知电机的已知电机的本讲稿第
20、五十二页，共六十一页同理，由相量图可得同理，由相量图可得间的相位差间的相位差W1的读数为的读数为833.3瓦瓦W2的读数为的读数为1666.7瓦瓦本讲稿第五十三页，共六十一页相序的判定相序的判定 三相交流电动势出现最大值三相交流电动势出现最大值的先后顺序称为三相电源的相的先后顺序称为三相电源的相序。序。A-B-C 称为顺相序称为顺相序 A-C-B 称为逆相序称为逆相序 将相序指示器接至三相电源将相序指示器接至三相电源上，便可测出相序：上，便可测出相序：假设电容假设电容C接的是接的是A相，相，则则 L1、L2 较亮者为较亮者为B相，另一相为相，另一相为C相。相。证明，请见教证明，请见教材材P19
21、1和和P192C灯泡灯泡相序指示器相序指示器L1L2灯泡灯泡本讲稿第五十四页，共六十一页本章小结本章小结 （1）-三相电源三相电源（2）-三相负载三相负载 （3）-三相电路计算三相电路计算 （4）-三相功率计算三相功率计算本讲稿第五十五页，共六十一页三相交流电路的小结（三相交流电路的小结（1）-三相电源三相电源三相三线制三相三线制三相四线制三相四线制ACBNACBACB三相电源一三相电源一般都是对称般都是对称的，而且多的，而且多用三相四线用三相四线制接法。制接法。本讲稿第五十六页，共六十一页三相交流电路的小结（三相交流电路的小结（1 1）-三相电源三相电源三相三线制三相三线制三相四线制三相四线
22、制ACBNACBACB三相电源一三相电源一般都是对称般都是对称的，而且多的，而且多用三相四线用三相四线制接法。制接法。本讲稿第五十七页，共六十一页三相交流电路的小结三相交流电路的小结(2)-(2)-三相负载三相负载星形负载星形负载三角形负载三角形负载ACBNZZZACBZZZ本讲稿第五十八页，共六十一页三相交流电路的小结三相交流电路的小结(3)-(3)-三相电路计算三相电路计算负载负载 形接法形接法对称负载下：对称负载下：各相电压、电流单独计算。各相电压、电流单独计算。负载不对称时：负载不对称时：负载对称时：负载对称时：电压对称、电流对称，只需计算一相。电压对称、电流对称，只需计算一相。求电表读数时，可只算有效值，不算相位。求电表读数时，可只算有效值，不算相位。三相电路的计算要特别注意相位问题。三相电路的计算要特别注意相位问题。负载负载Y Y形接法形接法电源对称时：电源对称时：本讲稿第五十九页，共六十一页三相交流电路的小结三相交流电路的小结(4)-(4)-三相功率计算三相功率计算三相总功率三相总功率：负载对称时：负载对称时：和接法和接法无关无关本讲稿第六十页，共六十一页第三章结 束本讲稿第六十一页，共六十一页