第五三相交流电路.ppt

第第五五章章 三相交流电路三相交流电路第一节第一节 三相交流电源三相交流电源第二节第二节 负载星形联接的三相电路负载星形联接的三相电路第三节第三节 负载三角形联接的三相电路负载三角形联接的三相电路第四节第四节 三相电路的功率三相电路的功率 返回 第一节第一节 三相交流电源三相交流电源• 三相交流电源三相交流电源 三相交流发电机绕组的星形三相交流发电机绕组的星形 联接联接. .一．三相交流电源一．三相交流电源 我们把幅值相等，频率相同，彼此我们把幅值相等，频率相同，彼此 之间的相位差角相差之间的相位差角相差120°的三个电源称的三个电源称 为对称三相电源为对称三相电源.1.1.时域时域形式形式: : 3.3.相量表达式：相量表达式：2.2.波形图波形图: :4.4.相量图相量图: :返回 uA = Umsinωt uB =Umsin (ωt－－120°) uC =Umsin (ωt－－240°)其中其中uA的初相为零，的初相为零，uB滞后滞后uA120°,uC滞后滞后uB120°，，所以相序为所以相序为A-B-C。

1.时域形式时域形式:返回返回2.波形图波形图ωtuuAuBuC返回 3.3.相量表达式：相量表达式：.UA=U ∠∠0°=U.返回4. 相量图相量图:·UC·UB·UA 120°120°120°返回 1.1.星形联接星形联接A.B.C分别为三相绕组的首端分别为三相绕组的首端, ,X.Y.Z分别为三相绕组的尾端分别为三相绕组的尾端, ,将三个尾端接在一起用将三个尾端接在一起用O表示表示. .三个首端引出三根线与负载相联三个首端引出三根线与负载相联. .电压电压UA,UB,UC的参考方向的参考方向规定首端指向尾端规定首端指向尾端. .. 二、三相交流发电机绕组的星形联接二、三相交流发电机绕组的星形联接. .. .返回ACBUA.(X.Y.Z).UC.UBO返回2.各点与线的名称各点与线的名称. O为中点为中点(零点零点),由由O点引出的线叫中线点引出的线叫中线(零线零线).由由A、、B、、C三端引出的线为端线三端引出的线为端线 (火线火线). 3. 相、线电压的定义相、线电压的定义. 相电压相电压:各端线与中线之间的电压就是各端线与中线之间的电压就是 相电压。

用有效值相电压用有效值UA,UB,UC 表示 一般用一般用UP表示表示,如图所示如图所示 线电压线电压: :各端线之间的电压为线电压各端线之间的电压为线电压. . 用有效值用有效值UAB,UBC,UCA表示 一一般用般用UL表示表示. .如图所示如图所示. . 返回ACOB.UA . UB.UC.UABUBC..UCA(X.Y.Z)端线端线中线中线端线端线端线端线返回4.星形联接的三相电源星形联接的三相电源,相线电压之间的相线电压之间的关系关系, 由由KVL知：知：返回UA = UB=UC=UPUAB= UBC= UCA= UL返回可见可见: :在星形联接的对称三相电源中在星形联接的对称三相电源中, , 线电压有效值是相电压有效值的线电压有效值是相电压有效值的√3 3 倍倍, ,线电压超前相电压线电压超前相电压30°30° 线电压也是对称的线电压也是对称的.UA.UBC.UCA.UC.UB300UAB.返回相量图为：相量图为：组成等边三角形组成等边三角形300300线电压之间相位线电压之间相位差仍为差仍为120°例：例：已知已知星形联接的对称三相电源的相星形联接的对称三相电源的相 电压为电压为6KV，，求它的线电压是多少，求它的线电压是多少， 如以如以A A相为参考相，试写出所有相相为参考相，试写出所有相 电压与线电压的向量表达式。

电压与线电压的向量表达式解：解：返回UP=6KV ∴∴UL=√3UP=10.4KV返回第二节第二节 负载星形联接的三相电路负载星形联接的三相电路• 三相四线制三相四线制• 三相三线制三相三线制相电压相电压: :每相负载两端的电压用每相负载两端的电压用UP 表示线电压线电压: :各端线之间的电压用各端线之间的电压用UL表示表示. .相电流相电流: :每相负载流过的电流用每相负载流过的电流用IP 表示表示. .线电流线电流: :电源端线流过的电流用电源端线流过的电流用IL表示表示. .返回 一、一、 三相四线制（有中线）三相四线制（有中线） 三相四线制电路，三相四线制电路，电源的相、线电电源的相、线电压就是负载上的相、线电压电源对称，压就是负载上的相、线电压电源对称，则：线电压超前相电压则：线电压超前相电压30°,且且 AOBC.IA..IC.IBIOZAZBZC返回○○○○UA.UB.UC.UBC.UCA.UAB.相电压：相电压：线电压：线电压：相电流：相电流：İA İB İC线电流：线电流：İA İB İCUA.UB.UC.UAB.UBC.UCA.显然，显然， IP=IL1.对称负载对称负载 设：设： ZA= zA∠∠φA ZB= zB∠∠φB ZC= zC∠∠φC 若满足若满足{zA= =zB= =zCφA=φB=φC这样的负载称为对称三相负载。

这样的负载称为对称三相负载当电源对称，负载也对称时，当电源对称，负载也对称时，返回İA、、İB、、İC互差互差120°显然三个电流也是显然三个电流也是对称关系对称关系. . 返回IL=IP= UP／／z = = UL／／√3 z  相量图为相量图为: : 结论结论: :三相对称负载作星形联接时三相对称负载作星形联接时, , 计算计算 时只需计算一相时只需计算一相, ,另外两相根据对称关系另外两相根据对称关系直接写出直接写出返回UAUBUCIAICIB......φφφİO=İA+İB+İC=02.2.负载不对称负载不对称 在三相四线制电路中，不管负载是在三相四线制电路中，不管负载是否对称，电源的相电压和线电压总是对否对称，电源的相电压和线电压总是对称称的的，，所所以以负负载载各各相相电电压压对对称称. .由由于于负负载载不不对对称称，，各各相相电电流流不不对对称称，，中中线线电电流流不为零不为零. .计算时需要三相分别计算计算时需要三相分别计算返回例例 . .有一对称三相负载星形联接的电路有一对称三相负载星形联接的电路. . 三相电源对称三相电源对称. .每相负载中每相负载中,L=25.5mH, , R=6Ω. .uAB = 380√2sin(314t+30°)(V)(V) 求各相电流求各相电流 iA ,iB ,iC 。

返回ZA=ZB=ZC= R+jXL = R + jωL =6+ j314×25.5×10－－3 = 6+j8Ω =10∠∠53.1° Ω解解: :.IA= UAZA=220∠∠0°10∠∠53.1°= 22 ∠∠　　53.1°A. 根据对称关系有根据对称关系有: :iA=22√2sin(314t－－53.1°) A返回 iB=22 √2sin(314t－－173.1°) AiC=22√2 sin(314t+66.9°) A 　　二二．三相三线制．三相三线制. . 将三相四线制里的中线断开将三相四线制里的中线断开, , 这时这时称为三相三线制称为三相三线制. .返回1.负载对称负载对称. 由由三三相相四四线线制制负负载载对对称称情情况况知知，，中中线线电电流流 IO=0所所以以中中线线去去掉掉, ,计计算算方方法相同各电流对称各电流对称2.负载不对称负载不对称.要根据具体情况分析要根据具体情况分析返回 在无中线且负载不对称的电路中，在无中线且负载不对称的电路中，三相电压相差很大，有效值不等三相电压相差很大，有效值不等实际的三相供电系统中，负载大都实际的三相供电系统中，负载大都不对称，因此，多采用三相四线制不对称，因此，多采用三相四线制供电方式。

供电方式 所以，中线上不能开路，也不能所以，中线上不能开路，也不能装开关和保险丝装开关和保险丝返回第三节第三节 负载三角形联接的三相电路负载三角形联接的三相电路• 负载对称负载对称• 负载不对称负载不对称一一. .负载对称负载对称ABCZCAZABZBCIC.IB.IBC.IAB.IA.ICA.显然显然 IP≠IL UP=UL返回相电压：相电压：线电压：线电压：相电流：相电流：İAB İBC İCA线电流：线电流：İA İB İCUAB.UBC.UCA. UBC .UCA.UAB.UAB.UBC.UCA.由由KCL知知： İA = İAB－－ İCA İB = İBC －－ İAB İC = İCA－－İBC 由负载对称，可得由负载对称，可得IAB=IBC=ICA=IP=UL／／z = UP／／z 相位上互差相位上互差120°İA = İAB－－ İCA =IP∠∠0°－－ IP∠∠120°以以İAB为参考相量为参考相量返回=√3 IP∠∠－－30°可见：对称三相负载作三角形联接时各可见：对称三相负载作三角形联接时各 相、线电压相、线电压 ，相、线电流都对称，相、线电流都对称 。

UL = UP返回 线电流是相电流的线电流是相电流的√√3倍倍, ,线电流滞后线电流滞后 相电流相电流30°° 计算时可算出一相计算时可算出一相 , , 另外两相根另外两相根 据对称关系直接写出据对称关系直接写出 IL = √√3 IP 相量图为：相量图为：30°30°30°ICIBIA......IBCICAIAB返回 在三角形联接的三相电路中在三角形联接的三相电路中, ,不管负不管负载是否对称载是否对称, ,负载的相电压等于电源的线负载的相电压等于电源的线电压电压, ,总是对称的总是对称的, ,在负载不对称时在负载不对称时. .电流电流不对称不对称. .要逐相计算要逐相计算, ,相、线电流之不再相、线电流之不再满足满足√√3 3 倍的关系倍的关系 . . 二二. .负载不对称负载不对称. .返回İZZUAB.İ1İ3İ2 接接△△接接UA.U1.U2.U3.返回相电压：相电压：UA、、U1 、、U3线电压：线电压：UAB、、U2、、U3相电流：相电流：I1 、、I2线电流：线电流：I1 、、I3若负载相同若负载相同返回例例: 某三相对称某三相对称负载负载Z1=17.4+j10Ω，，Z2= 8- -j6Ω，，电路如图，已知电源电路如图，已知电源UP=220V, 求电流求电流İAB、、 İ1、、 İ2 及及İ 。

UA.ABCİZ2İ2İ1İABZ1解：解：设设UA=220∠∠0°则则UAB=380∠∠30°返回例：例：三层楼的供电系统分别接在三相电三层楼的供电系统分别接在三相电源的三个相上，若第二，三层的照明突源的三个相上，若第二，三层的照明突然变暗，第一层亮度不变，问此楼照明然变暗，第一层亮度不变，问此楼照明系统如何联接的？故障在哪里？系统如何联接的？故障在哪里？解解：两种可能：星形联接或三角形联接两种可能：星形联接或三角形联接 :中线断，三相相电压均改变中线断，三相相电压均改变断一相，断一相， 此相应不亮此相应不亮短一相，此相应不亮短一相，此相应不亮断一相，断一相， 此相应不亮此相应不亮断一线，两相暗，一相应不变断一线，两相暗，一相应不变∴∴应为应为△△接，故障为一线断接，故障为一线断 : 返回第四节第四节 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• 例题例题一一. .有功功率有功功率 无论负载是无论负载是Y接还是接还是△△联接联接. .P = PA + PB + PC =UAI AcosφA+UBIBcosφB+UCICcosφC若三相电路对称若三相电路对称 , , 则有则有 UA = UB = UC = UP IA = IB = IC = IP φA = φB = φC = φ 所以所以返回P = 3 UPIP cosφ P =√3 ULIL cosφQ = QA + QB + QC = UAIAsin nφφA+UBIBsinφB+UCICsinφC 若三相电路对称若三相电路对称. .则有则有三、视在功率三、视在功率 若三相电路对称，则有若三相电路对称，则有返回 二、无功功率二、无功功率Q = 3 UPIP sinφQ = √3 ULIL sinφ返回例：某三相电路线电压例：某三相电路线电压u= U1sin(ωt+30°°) ，， 线电流线电流 i = I1sin(ωt- -φ)，负载星形连接，该，负载星形连接，该 三三相电路的有功功率为：相电路的有功功率为：A. U1I1cosφWB. U1I1cos(φ + 30°°)WC. U1I1cos30°°W例：三相电源相电压例：三相电源相电压u= U1sin(314t+60°°) , 线电流线电流i = I1sin(314t+ +60°°) ，负载，负载△△形连接，形连接，该三相电路的无功功率为：该三相电路的无功功率为：A. 3U1I1sin60°°var B. 0 C. 3U1I1sin30°°var √√√√。