电路邱关源版第十二章三相电路课件.ppt
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- 电路 邱关源版 第十二 三相 课件
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1、 1. 1.三相电路的基本概念三相电路的基本概念 3. 3.对称三相电路的分析对称三相电路的分析 2. 2.不对称三相电路的概念不对称三相电路的概念 4. 4.三相电路的功率三相电路的功率返 回重点重点:q 三相电路是指由三相发电机向三相负载供电三相电路是指由三相发电机向三相负载供电 的系统;三相电路由三相电源、三相负载和的系统;三相电路由三相电源、三相负载和 三相输电线路三部分组成。三相输电线路三部分组成。q 三相电路是一种工程实用电路,世界各国三相电路是一种工程实用电路,世界各国 发电、输电、用电几乎全部采用三相模式;发电、输电、用电几乎全部采用三相模式;12.1 三相电路三相电路q 就电
2、路理论而言,三相电路是一种特殊的正就电路理论而言,三相电路是一种特殊的正 弦电路,关于正弦电路的一整套分析方法完弦电路,关于正弦电路的一整套分析方法完 全适用于三相电路,并且可以利用三相电路全适用于三相电路,并且可以利用三相电路 的特殊性来简化分析计算。的特殊性来简化分析计算。q三相电路的特殊性:三相电路的特殊性: (1 1)特殊的电源)特殊的电源 (2 2)特殊的负载)特殊的负载 (3 3)特殊的连接)特殊的连接 (4 4)特殊的求解方式)特殊的求解方式 4通常由三相同步发通常由三相同步发电机产生,三相绕组在电机产生,三相绕组在空间互差空间互差120,当转子,当转子以均匀角速度以均匀角速度转
3、动时,转动时,在三相绕组中产生感应在三相绕组中产生感应电压,从而形成对称三电压,从而形成对称三相电源。相电源。三相同步发电机示意图三相同步发电机示意图 三相电源是三个频率相同、振幅相同、相位彼三相电源是三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差此相差1200的正弦电源。的正弦电源。NSIAZBXCY下 页上 页返 回1.1.对称三相电源的产生对称三相电源的产生5下 页上 页返 回6瞬时值表达式瞬时值表达式)120cos(2)()120cos(2)(cos2)(oCoBAtUtutUtutUtu波形图波形图A、B、C 三端称为始端三端称为始端,X、Y、Z 三端称为末端三端称为末端。u tuAuBuCo
4、A+XuAB+YuBC+ZuC下 页上 页返 回7相量表示相量表示 1201200oCoBoAUUUUUUAUCUBU120120120对称三相电源的特点对称三相电源的特点00 CBACBAUUUuuuBAUU下 页上 页返 回8正序正序( (顺序顺序) ):ABCA负序负序( (逆序逆序) ):ACBAABC相序的实际意义:相序的实际意义:以后如果不加说明,一般都认为是正相序。以后如果不加说明,一般都认为是正相序。DABC123DACB123正转正转反转反转ABC三相电源各相经过同一值三相电源各相经过同一值( (如最大值如最大值) )的先后顺序。的先后顺序。对称三相电源的相序对称三相电源的相
5、序三相电机三相电机下 页上 页返 回9 X, Y, Z 接在一起的点称为接在一起的点称为Y联接对称三相联接对称三相电源的电源的中性点中性点,用,用N表示。表示。(1 1)星形联接)星形联接( (Y联接联接) )+ANX+BY+CZAUBUCU+ABCNAUBUCU-下 页上 页返 回2. 2. 三相电源的联接三相电源的联接10(2 2)三角形联接)三角形联接( (联联接接) )三角形联接的对称三相电源没有中点。三角形联接的对称三相电源没有中点。注意+AXBYCZAUBUCU+X+CYZABCBUCUAU下 页上 页返 回11(1) 星形联接星形联接CBAZZZ 当当称三相对称负载称三相对称负载
6、 三相电路的负载由三部分组成,其中每一部分三相电路的负载由三部分组成,其中每一部分称为一相负载,三相负载也有二种联接方式。称为一相负载,三相负载也有二种联接方式。ABCNZAZCZBABCNZAZCZB下 页上 页返 回3. 3. 三相负载及其联接三相负载及其联接12(2) 三角形联接三角形联接ABCZBCZCAZABABCZBCZCAZABCABCABZZZ 当当称三相对称负载称三相对称负载下 页上 页返 回13 三相电路就是由对称三相电源和三相负载联三相电路就是由对称三相电源和三相负载联接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以组成:组成:电源电源
7、YY负载负载电源电源Y负载负载当电源和负载都对称时,称为对称三相电路。当电源和负载都对称时,称为对称三相电路。注意下 页上 页返 回4. 4. 三相电路三相电路14三相四线制三相四线制YYYZZZN+AN+B+CAUBUCUZZZ+A+B+CAUBU三相三线制三相三线制下 页上 页返 回151. 名词介绍名词介绍+ANX+BY+CZAUBUCU+AXBYCZAUBUCU+端线端线( (火线火线) ):始端:始端A, B, C 三端引出线。三端引出线。中线:中性点中线:中性点N引出线,引出线, 连接连接无中线。无中线。下 页上 页返 回12.2 12.2 线电压线电压( (电流电流) )与相电压
8、与相电压( (电流电流) )的关系的关系16相电压:每相电源的电压。相电压:每相电源的电压。线电压:端线与端线之间的电压。线电压:端线与端线之间的电压。CACB BA,UUUCBA,UUU+AXBYCZAUBUCU+ANX+BY+CZAUBUCUBAUBAUBCUBCUCAUCAU线电流:流过端线的电流。线电流:流过端线的电流。CBAIII,AIBICIAIBICI下 页上 页返 回17ABCZBCZCAZABABCNZAZCZB负载的相电压:每相负载上的电压。负载的相电压:每相负载上的电压。负载的线电压:负载端线间的电压。负载的线电压:负载端线间的电压。,NCNBNAUUU,ACCBBAUU
9、U,ACCBBAUUU线电流:流过端线的电流。线电流:流过端线的电流。CBAIII,相电流:流过每相负载的电流。相电流:流过每相负载的电流。cabcabcbaIIIIII, ,NBU+ +- -ACU+ +- -AIAIaIabI 下 页上 页返 回18Y联接联接oCCNoBBNoANA120 120 0UUUUUUUUU设设+A+B+CAUBUCUBAUBCUCAUAIBICIoooNACNCAoooCNNBCBoooBNNABA150301209031201203031200UUUUUUUUUUUUUUUUUU下 页上 页返 回2. 2. 相电压和线电压的关系相电压和线电压的关系19BNU
10、利用相量图得到相电压和线电压之间的关系:利用相量图得到相电压和线电压之间的关系:线电压对称线电压对称( (大小相等,大小相等,相位互差相位互差120o)一般表示为:一般表示为:BAU30oNAUBNUCNU30o30oBCUCAUNAUBNUCNUBAUBCUCAUo CNCAo BNCBo ANBA303303303UUUUUU下 页上 页返 回20对对Y联联接的对称三相电源接的对称三相电源 所谓的所谓的“对应对应”:对应相电压用线电压的:对应相电压用线电压的 第一个下标字母标出。第一个下标字母标出。(1) 相电压对称,则线电压也对称相电压对称,则线电压也对称(3) 线电压相位领先对应相电压
11、线电压相位领先对应相电压30o。 plUU33 )2(即即 倍倍, ,的的线线电电压压大大小小等等于于相相电电压压 CNCABNC BANB AUUUUUU结论下 页上 页返 回21联联接接oCoBoA120 120 0UUUUUU设设oCCAoBCBoABA1201200UUUUUUUUU线电压等于对应的相电压线电压等于对应的相电压 以上关于线电压和相电压的关系也适以上关于线电压和相电压的关系也适用于对称星型负载和三角型负载。用于对称星型负载和三角型负载。注意+AXBYCZAUBUCU+BAUBCUCAUCIAIBI下 页上 页返 回22Y联接时,线电流等于相电流。联接时,线电流等于相电流。
12、ZZZN+N+AUBUCUAIBICINIY联接联接结论下 页上 页返 回3. 3. 相电流和线电流的关系相电流和线电流的关系23ZUZUINANAA33/ZUBA030)3(30303abI+AUBUCU+AIBICIZZZabIbcIcaI0303ZUA结论联接的对称电路:联接的对称电路:.33 ) 1 (plII 即即 倍倍, ,的的线线电电流流大大小小等等于于相相电电流流(2) 线电流相位滞后对应相电流线电流相位滞后对应相电流30o。 Z/3Z/3Z/3NCBAZUIabA联接联接下 页上 页返 回24 对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对
13、称,因而可以引入一特殊的计算方法。对称,因而可以引入一特殊的计算方法。1. 1. YY联接联接( (三相三线制)三相三线制)ZZUUUUUU| 120 120 0oCoBoA设设ZZZN+N+AUBUCUAIBICI下 页上 页返 回13.3 13.3 对称三相电路的计算对称三相电路的计算25以以N点为参考点,对点为参考点,对N点列写结点方程:点列写结点方程:CBANN111)111(UZUZUZUZZZ0 0)(13NNCBANNUUUUZUZNNUZZZN+N+AUBUCUAIBICI下 页上 页返 回26负载侧相电压:负载侧相电压:oCNCoBNBoANA1201200UUUUUUUUU
14、 因因N,N两点等电位,可将其短路,两点等电位,可将其短路,且其中电流为零。这样便可将三相电路的计算化为且其中电流为零。这样便可将三相电路的计算化为单相电路的计算。单相电路的计算。NA U也为对也为对称电压称电压结论ZZZN+N+AUBUCUAIBICIA相计算电路相计算电路+AUAIANNZ下 页上 页返 回27计算电流:计算电流:ZUZUZUIZUZUZUIZUZUZUIoCNCCoBNBBANAA120|120|为对称为对称电流电流电源中点与负载中点等电位。电源中点与负载中点等电位。有无中线对电路情有无中线对电路情况没有影响。况没有影响。 对称情况下,各相电压、电流都是对称的,可对称情况
15、下,各相电压、电流都是对称的,可采用一相(采用一相(A相)等效电路计算。其它两相的电相)等效电路计算。其它两相的电压、电流可按对称关系直接写出。压、电流可按对称关系直接写出。结论下 页上 页返 回28Y形联接的对称三相负载,根据相、线电压、电形联接的对称三相负载,根据相、线电压、电流的关系得:流的关系得:aAIIUU,303NAAB2. 2. Y联联接接ZZUUUUUU| 120 120 0oCoB0A设设解法解法1负载上相电压与线电压相等:负载上相电压与线电压相等:oCAcaoBCbcoABab1503903303UUUUUUUUUZZZ+A+B+CAUBUcabCU下 页上 页返 回29Z
16、UZUIZUZUIZUZUIocacaobcbcoabab150|390|330|3相电流:相电流:线电流:线电流:ocabccaCobcabbcBoabcaabA303303303IIIIIIIIIIII30o30oA UabIabU30oAI30obcIcaIBICIcaI下 页上 页返 回30cab+AUBUCU+AIBICIZZZabIbcIcaI负载上相电压与线电压相等,且对称。负载上相电压与线电压相等,且对称。线电流与相电流对称。线电流是相电流的线电流与相电流对称。线电流是相电流的 倍,相位落后相应相电流倍,相位落后相应相电流30。3根据一相的计算结果,由对称性可得到其余两根据一相
17、的计算结果,由对称性可得到其余两相结果。相结果。解法解法2结论Z/3Z/3Z/3N c b a下 页上 页返 回31ZUZUZUI|333/ANaAZUIIooAab30|33031ooanab303303UUU利用计算相电流的一相等效电路。利用计算相电流的一相等效电路。303330330|3oababUUUZUIIZUZUZUIABababAAB解法解法3aZ/3A相计算电路相计算电路+AUAIANNaZ+AB UabIABb下 页上 页返 回323. 3. 电源为电源为联接时的对称三相电路的计算联接时的对称三相电路的计算 将将 电源用电源用Y电源电源替代,保证其线电压替代,保证其线电压相等
18、。相等。oCACoBCBoABA303130313031UUUUUUABC+BAUCBUACU+A+B+CAUBUCU下 页上 页返 回33例例3031ABAUU+BAUBCUCAU+AIBICIZZZabIbcIcaIbACBZlZlZlac+AUBUCU+AIBICIZ/3Z/3bACBZlZlZlacZ/3Z/3Zla+AUAIANN下 页上 页返 回34(1)将所有三相电源、负载都化为等值将所有三相电源、负载都化为等值YY接电路;接电路; (2)连接负载和电源中点,中线上若有阻抗可不计;连接负载和电源中点,中线上若有阻抗可不计;(3)画出单相计算电路,求出一相的电压、电流:画出单相计算
19、电路,求出一相的电压、电流:(4)根据根据接、接、Y接时接时线量、相量之间的关系,求线量、相量之间的关系,求出原电路的电流电压。出原电路的电流电压。(5) 由对称性,得出其它两相的电压、电流。由对称性,得出其它两相的电压、电流。 对称三相电路的一般计算方法对称三相电路的一般计算方法: :一相电路中的电压为一相电路中的电压为Y接时的相电压。接时的相电压。一相电路中的电流为线电流。一相电路中的电流为线电流。小结下 页上 页返 回35例例1 对称三相电源线电压为对称三相电源线电压为380V,Z=6.4+j4.8, Zl =6.4+j4.8。求负载求负载 Z 的相、线电压和电流。的相、线电压和电流。解
20、解画出一相计算图画出一相计算图ZZla+AUAIANN+AUBUCU+AIBICIZZACBZlZlZlZNNacb下 页上 页返 回36A 3.171 .1743.188.12 03220 j8.89.4 03220ooooANAlZZUI V2 .368 .1369 .3683.171 .17oooANaZIU V2 . 69 .236 V2 . 68 .1363303oooanabUUV03220 V 0380 oAoABUU则则设设ZZla+AUAIANN下 页上 页返 回37例例2 对称三相负载分别接成对称三相负载分别接成Y和和型。求线电流。型。求线电流。解解 ZUIANAYZUZU
21、IANANA33/Y3 II 应用:应用:Y降压起动。降压起动。YAIABCZZZAIABCZZZ下 页上 页返 回38例例3 对称三相电路,电源线电压为对称三相电路,电源线电压为380V,|Z1|=10,cos1 =0.6( (感性感性) ),Z2= j50, ZN=1+ j2。求:线电流、相电流,画出相量图求:线电流、相电流,画出相量图( (以以A相为例相为例) )。解解 V 03380 V0220 oABoANUU设设画出一相计算图画出一相计算图+_Z1ANUAIAIAI 32Z+_+NACBZ1Z2ZNNAIAI AIANU下 页上 页返 回39350j318 j61 .53101 .
22、53,6 . 0cos22111ZZZA6 .17j13.2A13.532213.53100220ooo1ANAZUIj13.2A3/50j0220 o2ANAZUIA4 .189 .13 oAAAIII根据对称性,得根据对称性,得B、C相的线电流、相电流:相的线电流、相电流:A6 .1019 .13A4 .1389 .13oCoBII+_Z1ANUAIAIAI 32Z下 页上 页返 回40由此可以画出相量图:由此可以画出相量图:A9 .6622 A1 .17322 A1 .5322 :oCoBoAIII第一组负载的三相电流第一组负载的三相电流A12013.2 A013.2 A12013.23
23、0 31 oCA2oBC2ooAAB2IIII: :第二组负载的相电流第二组负载的相电流30o53.1o18.4oAIAI AIAB2IABUANU下 页上 页返 回41例例4 各负载如图所示.各负载如图所示.已知已知 V, 03oABUUA3A2A1 , ,:III求求消去互感,进行消去互感,进行Y变换,取变换,取A相计算电路相计算电路+_Z1Z1Z1Z2Z2Z2ZnLLLRRRABCA1IA2IA3IANUBNUCNUM*MMA4ILMLMLM解解 下 页上 页返 回42负载化为负载化为Y接。接。 根据对称性,中性电阻根据对称性,中性电阻 Zn 短路。短路。V 030331ooABANUU
24、U可由分流得到.可由分流得到.A3A2321ANA1 , ,/31IIZZZUI.3031 oA2A4 II 相相电电流流)(j3MLRZZ1A3IZ2/3Z3+_ANUA2IA1I下 页上 页返 回43电源不对称(不对称程度小,系统保证其对称电源不对称(不对称程度小,系统保证其对称) )。电路参数电路参数( (负载负载) )不对称情况很多。不对称情况很多。电源对称,负载不对称电源对称,负载不对称( (低压电力网低压电力网) ) 。分析方法分析方法不对称不对称复杂交流电路分析方法。复杂交流电路分析方法。主要了解:中性点位移。主要了解:中性点位移。讨论对象讨论对象下 页上 页返 回12.4 12
25、.4 不对称三相电路的概念不对称三相电路的概念44负载各相电压:负载各相电压:三相负载三相负载Za、Zb、 Zc不相同。不相同。0/1/1/1/1/NcbacCNbBNaANNNZZZZZUZUZUUNNCNCNNNBNBNNNANANUUUUUUUUUN+N+AUBUCUZNZaZbZc下 页上 页返 回45负载中点与电源中点不重合。负载中点与电源中点不重合。 在电源对称情况下,可以根据中点位移的在电源对称情况下,可以根据中点位移的情况来判断负载端不对称的程度。当中点位移较大情况来判断负载端不对称的程度。当中点位移较大时,会造成负载相电压严重不对称,使负载的工作时,会造成负载相电压严重不对称
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