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1、2004年8月,制作 曾令琴,主編 曾令琴,,三相電源、負載連接方式及其電路分析,,三相交流電路,主要授課內(nèi)容,,,第1章,三相交流電路,現(xiàn)代電力工程上幾乎都采用三相四線制。三相交流供電系統(tǒng)在發(fā)電、輸電和配電方面都具有很多優(yōu)點，因此在生產(chǎn)和生活中得到了極其廣泛的應(yīng)用。 學(xué)習(xí)本章要求理解對稱三相交流電的概念；熟悉三相電路中相、線電壓電流的關(guān)系；掌握對稱三相電路的分析和計算方法；重點理解中線的作用；了解不對稱三相電路的簡單分析方法。,第1章,第3章 三相交流電路,3.1 三相電源的連接方式,3.2 三相負載的連接方式,3.3 三相電路的功率,第1章,3.1 三相電源的連接方式,1. 對稱三相交流

2、電,,,X,B,Y,C,Z,A,三繞組在空間位置互差120o,定子,轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子裝有磁極并以 的速度旋。三個線圈中便產(chǎn)生三個單相電動勢。,,三相交流發(fā)電機示意圖,尾端： X Y Z,首端： A B C, ,第3頁,對稱三相交流電波形圖,大小相等，頻率相同，相位互差120。,對稱三相交流電 的特征,對稱三相電壓相量圖,第3頁,三相電源Y接時可向負載提供兩種電壓,2. 三相電源的星形（Y）連接方式,（中線）或（零線）,三相四線制供電方式,A,C,B,N,相電壓UP,線電壓Ul,,第3頁,火線對零線間的電壓。,三個相電壓是對稱的,UP相量圖,相電壓：,第3頁,火線對火線間的電壓。,三個線電壓也是對

3、稱的，且超前與其相對應(yīng)的相電壓30電角。,Ul相量圖,線電壓：,,,,,,,,,,,,,相、線電壓關(guān)系式,,,,第3頁,線電壓與相電壓的通用關(guān)系表達式：,在日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)用戶的 電壓等級為:,三相電源繞組還可以連接成三角形，但電源繞組三角接時只能向負載提供一種電壓：,電源線電壓Ul=繞組的感應(yīng)電壓UP。,第3頁,數(shù)量上線電壓是相電壓的1.732倍；在相位上超前線電壓超前與其相對應(yīng)的相電壓30.,驗電筆的正確握法如下圖示：,你能說出對稱三相交流電的特征嗎？,你會做嗎？,三相四線制供電體制中，你能說出線、相電壓之間的數(shù)量關(guān)系及相位關(guān)系嗎？,電筆頭與被測導(dǎo)線接觸時，使氖管發(fā)光的是火線（

4、或端線），不發(fā)光的是零線。,三個最大值相等、角頻率相同、相位上互差120的正弦交流電。,第3頁,3.2 三相負載的連接方式,三相負載的一端連在一起與零線相接；另一端分別與火線相接的方式稱為： 星形接法,,負載有兩種接法:,三相負載的首尾相連成一個閉環(huán)，然后與三根火線相接的方式稱為： 三角形接法,第3頁,1.負載的Y形連接:,,Y接負載的端電壓等于電源相電壓；,負載中通過的電流稱為相電流IP；,三相電源對稱、三相Y接負載也對稱的情況下，三相負載電流也是對稱的，此時中線電流為零。,火線上通過的電流稱為線電流Il；,中線上通過的電流稱為中線電流IN；,各相負載中通過的電流分別為：,中線電流：,顯然,

5、第3頁,電源線電壓為380V，三相對稱負載Y接，Z=3+j4,求：各相負載中的電流及中線電流。,設(shè),,根據(jù)對稱關(guān)系可得：,由此例可得，對稱三相電路的計算可歸結(jié)為一相電路計算，其它兩相根據(jù)對稱關(guān)系可直接寫出。,第3頁,負載對稱時,問題及討論,Y形連接三相完全對稱時，零線可以取消。 稱為三相三線制。,中線是否可以去掉？,答：,第3頁,應(yīng)用實例--照明電路,,正確接法:每組燈相互并聯(lián),然后分別接至各相電壓上。設(shè)電源電壓為：,當(dāng)有中線時，每組燈的數(shù)量可以相等也可以不等，但每盞燈上都可得到額定的工作電壓220V。,若三相不對稱，能否去掉中線？,第3頁,如果三相照明電路的中線因故斷開，當(dāng)發(fā)生一相燈負載全部

6、斷開時或一相發(fā)生短路，電路會出現(xiàn)什么情況？,,如果中線斷開，設(shè)又發(fā)生A相短路，此時B、C相都會與短接線構(gòu)成通路，兩相端電壓均為線電壓380V，因此B、C相由于超過額定值而燒損。,由此可得，中線的作用是使Y接不對稱三相負載的端電壓保持對稱。,三相四線制Y接電路中，中線不允許斷開！,如果中線斷開，設(shè)A相燈負載又全部斷開，此時B、C兩相構(gòu)成串聯(lián)，其端電壓為電源線電壓380V。 若B、C相對稱，各相端電壓為190V，均低于額定值220V而不能正常工作；若B、C相不對稱，則負載多（電阻?。┑囊幌喾謮荷俣荒苷０l(fā)光，負載少（電阻大）的一相分壓多則易燒損。,*,第3頁,關(guān)于零線的結(jié)論,負載不對稱而又沒有

7、中線時，負載上可能得到大小不等的電壓，有的超過用電設(shè)備的額定電壓，有的達不到額定電壓，都不能正常工作。比如，照明電路中各相負載不能保證完全對稱，所以絕對不能采用三相三相制供電，而且必須保證零線可靠。,中線的作用在于，使星形連接的不對稱負載得到相等的相電壓。為了確保零線在運行中不斷開，其上不允許接保險絲也不允許接刀閘。,,第3頁,1.負載的形連接:,,接負載的端電壓等于電源線電壓；,負載中通過的電流稱為相電流IP；,火線上通過的電流稱為線電流Il；,各相負載中通過的電流分別為：,各線電流與相電流的關(guān)系為：,,第3頁,電流相量圖,,,,,,,,,,,,,,,三相電源對稱、三相Y接負載也對稱的情況下

8、，三相負載中的相電流iAB、iBC、iCA也是對稱的，火線上通過的三個線電流iA、iB、iC也對稱。 由相量圖還可看出，在三相對稱情況下，線電流是相電流的1.732倍，相位滯后與其相對應(yīng)的相電流30。,由相量圖可看出：,,線、相電流關(guān)系式為：,第3頁,負載對稱時：,三相總有功功率：,星形接法時：,三角形接法時：,,3.3 三相電路的功率,第3頁,在三相負載對稱的條件下，三相電路的功率：,如何用兩個瓦特表測三相電路的功率？,測量方法如圖示,在兩瓦計法測量中，單獨一個功率表的讀數(shù)無意義！,第3頁,1.接零保護規(guī)定用于380V/220V三相中性點接地的供電系統(tǒng)中。,在三相四線制中點接地的系統(tǒng)中，低壓電氣設(shè)備按Y連接時，從負載中點引出導(dǎo)線，連接某些測量、保護作信號電路；或者讓電源中點（零線）與設(shè)備外殼連接，這種保護稱為接零保護。,安全用電,將電氣設(shè)備的金屬外殼及構(gòu)架，與接地裝置良好連接的保護稱為接地保護。當(dāng)電氣設(shè)備的絕緣損壞使設(shè)備的金屬外殼帶電時，由于人體是與接地裝置并聯(lián)，且人體電阻（最小800）遠大于接地電阻（4），因此人接觸到帶電的外殼并不會觸電。,2.接地保護規(guī)定用于中性點不接地的三相供電系統(tǒng)中。,一些家用電器常常沒有接零保護，室內(nèi)單相電源插座也往往沒有保護零線插孔。這時在室內(nèi)電源進線上，用漏電保護自動開關(guān)，可以起到安全保護作用。,第3頁,