第5章 三相电路.ppt

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,5,章 三相电路,5.1,三相电压,5.2,负载星形联结的三相电路,5.3,负载三角形联结的三相电路,5.4,三相功率,本章要求：,1.,掌握对称三相负载,Y,和,联结时相线电压、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。,作业：,第,182,页起,5.2.8,5.4.1,三相电优点：,1,）三相输电比单相输电节省导线的材料；,2,）三相交流电机比单相交流电机的性能好，经济效益高。,三相电路在生产上,应用,最为广泛。发电和输配电一般都采用三相制。在用电方面最主要的负载是交流电动机，交流电动机多数是三相的。民用电实际上是三相中的一相,。,学习本章的,目的,，是为后面的,三相电机,打基础，也可了解电力系统供用电的基本知识。,3,图,5.1.1,三相交流发电机示意图,(,结构,),5.1,三相电压,1.,三相电压的产生,工作原理：动磁生电,(,尾端,),+,e,A,e,B,e,C,X,A,B,Y,C,Z,(,首端,),+,+,+,+,_,_,e,e,A,X,图,5.1.2,三相绕组示意图,图,5.1.3,电枢绕组及其电动势,定子,转子,Z,A,X,Y,N,S,C,-,+,B,三相电动势瞬时表示式：,相量表示式：,铁心,（作为导磁路经）,三相绕组,匝数相同,空间排列互差,120,:,直流励磁的电磁铁,定子,转子,发电机结构,相量图,波形图,e,0,e,A,e,B,e,C,2,120,240,360,相量表示：,E,B,E,A,.,.,120,120,120,E,C,.,三相电动势瞬时表示式：,对称三相电动势的瞬时值之和为,0,三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。,最大值相等,频率相同,相位互差,120,称为对称三相电动势,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,A,B,C,A,X,Y,C,B,Z,2.,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),线电压与相电压的关系,根据,KVL,定律,由相量图可得,相量图,30,A,X,Y,Z,N,B,C,e,A,+,e,C,+,e,B,+,+,+,+,+,+,+,同理,5.2,三相负载的联结,三相负载,不对称三相负载：,不满足,Z,A,=,Z,B,=,Z,C,如由单相负载组成的三相负载,对称三相负载：,Z,A,=,Z,B,=,Z,C,（可以是复数）,如,三相电动机,1.,三相负载,分类,单相负载：,只需一相电源供电,（,照明负载、家用电器,),负载,三相负载：,需三相电源同时供电,（,三相电动机等）,三相负载的联接,三相负载有,Y,和,两种接法。,三相负载连接原则,（,1,）电源提供的电压,=,负载的额定电压；（,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,伏,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,2.,负载星形联结的三相电路,线电流：,流过端线的电流,相电流：,流过每相负载的电流,结论：,负载,Y,联,结时,相电,流等于线电,流。,Y:,三相三线制,Y,0,：,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,(2),负载,Y,联结三相电路的计算,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,3),线电流相电流,Y,联结时：,4),中线电流,负载,Y,联结带中性线时,可将各相分别看作单相电路计算,+,Z,B,Z,C,Z,A,N,N,+,+,负载对称时,中性线无电流,可省掉中性线。,(3),对称负载,Y,联结三相电路的计算,所以负载对称时，,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。,+,Z,B,Z,C,Z,A,N,N,+,+,例,1,：,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,若,R,A,=5,R,B,=10,R,C,=20,求线电流及,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，,流,I,N,;,中性线电流,I,N,。,中性线电流,解：,已知：,N,+,+,+,N,R,A,R,B,R,C,A,C,B,(1),线电流,三相对称,(2),三相负载不对称,（,R,A,=5,、,R,B,=10,、,R,C,=20,）,分别计算,各线电流,中性线电流,总结：有中性线的三相电路可以看做三个单项分别计算；,负载对称时，只需计算一相电流，其它两相电流根据对称性写出。,例,2:,求例,1,电路中性线断开时,不对称,负载的相电压,及相电流。,则节点电压,负载电压,N,N,R,B,R,C,.,R,A,+,+,+,+,+,+,+,解：,设,可见：,1.,不对称三相负载做星形联结且无中性线时,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，且中性线上不允许接刀闸和熔断器。,讨论,讨论,照明电路能否采用三相三线制,供电方式？,A,C,B,.,.,.,一层楼,二层楼,三层楼,N,不加零线,会不会出,现问题,?,设线电压为,380V,。,A,相断开后，,B,、,C,两相串连，电压,U,BC,（,380V,）,加在,B,、,C,负载上。如果两相负载对称，则每相负载上的电压为,190V,。,问题,1,：,若一楼全部断开，二、三楼仍然接通,情况如何,?,A,C,B,.,.,.,一层楼,二层楼,三层楼,分析：,结果二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。,问题,2,：,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,1/4,）结果如何？,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。,A,C,B,R,2,R,3,分析,1.,联结形式,5.3,负载三角形联结的三相电路,线电流,:,流过端线的电流,相电流,:,流过每相负载的电流,、,Z,AB,Z,BC,Z,CA,A,C,B,+,+,+,线电流不等于相电流,(2),相电流,(1),负载相电压,=,电源线电压,即,:,U,P,=,U,L,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,2.,分析计算,Z,AB,Z,BC,Z,CA,A,C,B,+,+,+,相电流：,线电流：,U,AB,=,U,BC,=,U,CA,=,U,l,=,U,P,相量图,BC,AB,CA,BC,AB,CA,30,负载对称时,相电流对称,，即,B,C,(3),线电流,由相量图可求得,为此线电流也对称，即 。,线电流比相应的相电流,滞后,30,。,三相负载的联接原则,:,负载的额定电压,=,电源的线电压,(380V),应作,联结,负载的额定电压,=,电源线电压,应作,Y,联结,应使加于每相负载上的电压等于其额定电压。,三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三,角形，而照明负载一般都联结成星形（具有中性线）。,即,(220V,时,),5.4,三相功率,对称负载,联结时：,同理,对称负载,Y,联结时：,相电压与相,电流的相位差,当负载对称时：,P=,3,U,p,I,p,cos,p,所以,三相总有功功率：,正误判断,对称负载,Y,联结,+,Z,B,Z,C,Z,A,N,N,+,+,对称负载,Y,联结,正误判断,Y,联结,有一三相电动机,每相的等效电阻,R,=29,等效,感抗,X,L,=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，并比较所得的结果：,(1),绕组联成星形接于,U,L,=380 V,的三相电源上,;,(2),绕组联成三角形接于,U,L,=220 V,的三相电源上。,例,1:,解,:,(1),(2),比较,(1),(2),的结果,:,有的电动机有两种额定电压,如,220/380 V,。,当电源电压为,380 V,时,电动机的绕组应联结成星形；,当电源电压为,220 V,时,电动机的绕组应联结成三角形,。,在三角形和星形两种联结法中,相电压、相电流,以及功率都未改变,，仅,三角形联结情况下的线电流,比星形联结情况下的线电流增大 倍,。,例,2:,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，其它两相可依据对称性写出。,A,B,C,线电压,U,l,为,380 V,的三相电源上，接有两组对称,三相负载：一组是三角形联结的电感性负载，每相,阻抗,;,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：,各组负载的相电流；,(2),电路线电流；,(3),三相有功功率。,设,解：,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,一相电压与电流的相量图如图所示,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,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,(c,os,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？,例,3,：,解,:,(1),该照明系统与电网连接图,N,A,B,C,30,盏,+,70,盏,解,:,(1),该照明系统与电网连接图,N,A,B,C,30,盏,+,70,盏,V,(2),计算线电流,U,.,设,=220 0,例,4,：,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,P,三,层,二层,A,B,C,N,+,一层,(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),因为,三楼灯多于二楼灯即,R,3,R,2,所以三楼灯比,二楼灯暗。,解：,(1),本系统供电线路图,A,P,B,C,N,三层,二层,一层,+,第五章,结 束,作业：,P168,5.2.4,，,5.3.1,，,5.4.1,，,5.4.3,