三相交流电路-星形连接和三角形连接ppt课件.ppt
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1、第第 1 章章 三相交流电路三相交流电路 三相交流电源与三相负载三相交流电源与三相负载授课日期:授课日期:2010.9 2010.9 班次:班次:0808建筑建筑1 1、2 2、3 3班班 授课时数:授课时数:3 3 第第1 1章章 三相交流电路三相交流电路 教学目的:教学目的:l 了解三相交流电的产生;了解三相交流电的产生;l 理解三相电源的特点;理解三相电源的特点; l 掌握三相电路中相电压、相电流、线电压、线电流的关系掌握三相电路中相电压、相电流、线电压、线电流的关系重点:重点: 三相电路中相电压、相电流、线电压、线电流的关系三相电路中相电压、相电流、线电压、线电流的关系 难点:难点:
2、与重点相同与重点相同 教学过程教学过程: 1.1 三相电源与三相负载三相电源与三相负载 1.1.1 三相交流电的产生三相交流电的产生 1. 定义定义 2. 特点特点 3. 产生产生 1.1.2 三相电源与三相负载的连接三相电源与三相负载的连接 1.三相电源的星形联结三相电源的星形联结 2. 三相电源的三角形联结三相电源的三角形联结 3.三相负载的星形联结三相负载的星形联结 4. 三相负载的三角形联结三相负载的三角形联结 5.典型例题分析典型例题分析 电能可以由电能可以由热能热能(火力发电)、(火力发电)、核能核能(核能发电)、(核能发电)、水能水能(水力发电)、(水力发电)、风能风能(风力发电
3、)、(风力发电)、太阳能太阳能(太阳能电站)(太阳能电站)、地热能地热能等转换而得。等转换而得。第第 1 章章 三相交流电路三相交流电路 在电力系统中,电力是由发电厂生产的,在电力系统中,电力是由发电厂生产的,它是将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能它是将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能(二次能源)的工厂。(二次能源)的工厂。 1 1火力发电厂火力发电厂 火力发电厂简称火电厂,它是利用煤、石油、天然气等燃料的化学能来生产电能的。我国的火电厂主要是燃煤。我国的火电厂主要是燃煤。煤粉在锅炉的炉膛内充分燃烧,将锅炉内的水烧成高温高煤粉在锅炉的炉膛内充分燃烧,将锅炉内的水烧成高温高压的蒸汽,推动汽轮
4、机转动,使与它联轴的发电机旋转发压的蒸汽,推动汽轮机转动,使与它联轴的发电机旋转发电。电。其能量转换过程是:锅炉锅炉燃料的化学能燃料的化学能热能热能汽轮机汽轮机机械能机械能发电机发电机电能电能(蒸汽管道)(冷凝器)(河流或水库)(变电所)输送带(涡轮)(煤炭供应 )(锅炉)(大烟囱) (发电机) (冷却水)2水力发电厂 水力发电厂简称水电厂或水电站。(它是利用水流的位能来生产电能的。当控制水流的闸门打开时,水流沿进水管进入水轮机蜗壳室,冲动水轮机,带动发电机发电。) 其能量转换过程是:水流位能水流位能水轮机水轮机机械能机械能发电机发电机电能电能乌江渡发电厂乌江渡发电厂 高高165米米 水力发电
5、厂的容量大小决定水力发电厂的容量大小决定于上下游的于上下游的水位差水位差(简称(简称水头水头)和和流量的大小流量的大小。 因此,水力发电厂往往因此,水力发电厂往往需要修建拦河大坝等水工建筑需要修建拦河大坝等水工建筑物以形成集中的水位差,并依物以形成集中的水位差,并依靠大坝形成具有一定容积的水靠大坝形成具有一定容积的水库以调节河水流量库以调节河水流量. .世界第一大的水电工程,位于西陵峡中段的湖北省宜昌市境内的三斗坪,距世界第一大的水电工程,位于西陵峡中段的湖北省宜昌市境内的三斗坪,距下游葛洲坝水利枢纽工程下游葛洲坝水利枢纽工程38公里。三峡大坝工程包括主体建筑物工程及导流工程公里。三峡大坝工程
6、包括主体建筑物工程及导流工程两部分,工程总投资为两部分,工程总投资为954.6亿元人民币。亿元人民币。1994年年12月月14日正式动工修建,日正式动工修建,2006年年5月月20日全线建成。日全线建成。2010年年7月月19日,日,三峡大坝迎来了一次峰值在三峡大坝迎来了一次峰值在65000立方米立方米/秒左右的洪水。堪比秒左右的洪水。堪比1998年长江三峡河年长江三峡河段的最高峰值,这也是三峡水库建成以来所面临的规模最大的一次洪水挑战。段的最高峰值,这也是三峡水库建成以来所面临的规模最大的一次洪水挑战。三峡大坝鸟瞰图 大坝为混凝土重力坝,坝顶总长大坝为混凝土重力坝,坝顶总长30353035米
7、,坝顶高程米,坝顶高程185185米,正常蓄水位米,正常蓄水位175175米,米,总库容总库容393393亿立方米,其中防洪库容亿立方米,其中防洪库容221.5221.5亿立方米,能够抵御百年一遇的特大洪水。亿立方米,能够抵御百年一遇的特大洪水。配有配有2626台发电机的两个电站年均发电量台发电机的两个电站年均发电量849849亿度。航运能力从原有的亿度。航运能力从原有的10001000万吨提高到万吨提高到50005000万吨,万吨级船队可直达重庆,同时万吨,万吨级船队可直达重庆,同时运输成本也将降低运输成本也将降低3535。 3 3核能发电厂核能发电厂 核能发电厂又称为原子能发电厂,简称为核
8、能发电厂又称为原子能发电厂,简称为核电厂核电厂或或核电站核电站。它主要是利用原子核的裂变能来生产电能。它主要是利用原子核的裂变能来生产电能。 它的生产过程与火电厂基本相同,主要区别是以核反应堆它的生产过程与火电厂基本相同,主要区别是以核反应堆(俗称原子锅炉)代替了燃煤锅炉,以少量的核燃料代替了大量(俗称原子锅炉)代替了燃煤锅炉,以少量的核燃料代替了大量的煤炭。其能量转换过程是:的煤炭。其能量转换过程是: 反应堆反应堆核裂变能核裂变能热能热能汽轮机汽轮机机械能机械能发电机发电机电能电能 俄国悬浮核能发电厂核能发电厂4、风力发电厂发电厂 5、地热发电厂发电厂 6、太阳能发电厂发电厂1.1.1 三相
9、交流电的产生三相交流电的产生1 1三相交流电路的定义三相交流电路的定义 由三相交流电源供电的电路称为三相交流电路。由三相交流电源供电的电路称为三相交流电路。 所谓三相交流电路是指由三个频率相同、最大值所谓三相交流电路是指由三个频率相同、最大值(或有效值)相等、在相位上互差(或有效值)相等、在相位上互差120120电位角的电位角的单相交流电动势组成的电路,这三个单相交流电单相交流电动势组成的电路,这三个单相交流电动势称为动势称为三相对称电动势三相对称电动势。第第 1 章章 三相交流电路三相交流电路1.1.11.1.1 三相交流电的产生三相交流电的产生2 2三相交流电有何特点三相交流电有何特点?优
10、点:优点:(1 1)三相交流发电机比功率相同的单相交流发电机)三相交流发电机比功率相同的单相交流发电机体积小、重量体积小、重量轻、成本低;轻、成本低;(2 2)电能输送,当输送功率相等、电压相同、输电距离一样,线)电能输送,当输送功率相等、电压相同、输电距离一样,线路损耗也相同时,用三相制输电比单相制输电可大大节省输电线有色路损耗也相同时,用三相制输电比单相制输电可大大节省输电线有色金属的消耗量,即金属的消耗量,即输电成本较低输电成本较低。三相输电的用铜量仅为单相输电用。三相输电的用铜量仅为单相输电用铜量的铜量的 ;(3 3)目前获得广泛应用的三相异步电动机,是以三相交流电作为)目前获得广泛应
11、用的三相异步电动机,是以三相交流电作为电源,它与单相电动机或其它电动机相比,具有电源,它与单相电动机或其它电动机相比,具有结构简单、价格低廉结构简单、价格低廉、性能良好和使用维护方便、性能良好和使用维护方便等优点。等优点。因此在现代电力系统中,三相交流电路获得广泛应用。因此在现代电力系统中,三相交流电路获得广泛应用。%753 3三相交流电如何产生的三相交流电如何产生的? 三相交流电的产生就是指三相交流电动势的产生。三相交流电动三相交流电的产生就是指三相交流电动势的产生。三相交流电动势由三相交流发电机产生,它是在单相交流发电机的基础上发展而来势由三相交流发电机产生,它是在单相交流发电机的基础上发
12、展而来的,如图的,如图1.1所示。所示。图1.1 三相交流发电机 1.1.1 三相交流电的产生三相交流电的产生 磁极放在转子上,一般均由直流电通过励磁绕组产生一个很强的磁极放在转子上,一般均由直流电通过励磁绕组产生一个很强的恒定磁场。当转子由原动机拖动作匀速转动时,三相定子绕组即切割恒定磁场。当转子由原动机拖动作匀速转动时,三相定子绕组即切割转子磁场而感应出转子磁场而感应出三相交流电动势三相交流电动势。 这三个电动势的三角函数表达式为 )240sin()120sin(sinmmVmUtEetEetEeW转子转子直流电直流电 其波形图如图其波形图如图1.2(a)所示,相量图如图)所示,相量图如图
13、1.2(b)所示。)所示。图图1.2 三相交流电动势三相交流电动势 从图从图1.2(a)中可以看出,三相交流电动势在任一瞬间其三个电动)中可以看出,三相交流电动势在任一瞬间其三个电动势的代数和为零。即势的代数和为零。即0WVUeee 在图在图1.2(b)中还可看出三相正弦交流电动势的相量和也等于零,)中还可看出三相正弦交流电动势的相量和也等于零,即即 0WVUEEE1.1.1 三相交流电的产生三相交流电的产生把它们称做三相对称电动势,规定每相电动势的正方向是从线圈把它们称做三相对称电动势,规定每相电动势的正方向是从线圈的末端指向首端的末端指向首端(或由低电位指向高电位或由低电位指向高电位)。1
14、.1.2 三相电源与负载的连接三相电源与负载的连接 案例案例1.2 发电站由三相交流发电机发出的三相交流电,通过三相输电发电站由三相交流发电机发出的三相交流电,通过三相输电线传输、分配给不同的用户。线传输、分配给不同的用户。 如:工厂的用电设备一般为三相低压用如:工厂的用电设备一般为三相低压用电设备,功率较大;家庭用电设备一般为单相低压用电设备,功率较小。电设备,功率较大;家庭用电设备一般为单相低压用电设备,功率较小。 问题:我们都听说过或看到过三相三线制供电方式和三相四线制供问题:我们都听说过或看到过三相三线制供电方式和三相四线制供电方式。它们有何不同?如何连接?电方式。它们有何不同?如何连
15、接? 三相交流发电机实际有三个绕组,六个接线端,我们目前采用的是三相交流发电机实际有三个绕组,六个接线端,我们目前采用的是将这三相交流电将这三相交流电按照一定的方式,连接成一个整体向外送电的按照一定的方式,连接成一个整体向外送电的。连接的。连接的方法通常为方法通常为星形星形和和三角形三角形。(一一) 三相电源的连接:三相电源的连接:1.12 三相电源与负载的连接三相电源与负载的连接根据使用方法的不同,电力系统的负载可以分成两类。根据使用方法的不同,电力系统的负载可以分成两类。l 一类是象电灯这样有两根出线的,叫做一类是象电灯这样有两根出线的,叫做单相负载单相负载,又如:电风扇、收,又如:电风扇
16、、收音机、电烙铁、单相电动机等都是单相负载;音机、电烙铁、单相电动机等都是单相负载;l 一类是象三相电动机的这样的有三个接线端的负载,叫做一类是象三相电动机的这样的有三个接线端的负载,叫做三相负载三相负载。 在三相负载中,在三相负载中,l 如果每相负载的电阻均相等,电抗也相等(均为容抗或均为感抗),如果每相负载的电阻均相等,电抗也相等(均为容抗或均为感抗),则称为则称为三相对称负载三相对称负载;l 如果各相负载不同,就是如果各相负载不同,就是三相不对称负载三相不对称负载,如三相照明电路中的负载。,如三相照明电路中的负载。 负载也和电源一样可以采用两种不同的连接方法,即:负载也和电源一样可以采用
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