电工技术基础-4课件.ppt

1、4.1 三相电路的基本概念三相电路的基本概念 4.1.1 对称三相电源对称三相电源对称三相电源对称三相电源 三相制电源是由三个频率相同、幅值相等、相位差均为120的正弦交流电压源组成，简称为三相电源。设A相电源为参考正弦量，则有 CUBU4.1.1 对称三相电源对称三相电源)120sin(2)120sin(2sin2BCAtUutUutUu电压的相量式为 1201200BCAUUUUUU4.1.1 对称三相电源对称三相电源1201200BCAUUUUUU00CBACBAUUUuuu一组对称的三相正弦量（电压或电流）之和为零。即4.1.2 对称三相电源的相序对称三相电源的相序相序相序 三相电压达

2、到最大值或零值的次序称为相序。相电压达到最大值的次序为A-B-C，称为正相序正相序相电压达到最大值的次序为A-C-B，称为负相序负相序 4.1.3 对称三相电源的联接对称三相电源的联接1.星形联接星形联接ACCACBBCBAABUUUUUUUUU 4.1.3 对称三相电源的联接对称三相电源的联接1.星形联接星形联接ACCACBBCBAABUUUUUUUUU120303120303303ABCCAABBBCAABUUUUUUUU2.三角形联接三角形联接4.1.3 对称三相电源的联接对称三相电源的联接120120ACCAABBCAABUUUUUUUU0CBAUUU4.1.4 三相负载三相负载 三相

3、负载可以联接成Y形与形两种方式。当三相负载阻抗相同时，称为对称负载对称负载。对称三相电源与对称三相负载相联接，所构成的电路称为对称三相电路对称三相电路。如负载不相等，则称为不对称三相电路。4.1.4 三相负载三相负载 对称负载的阻抗关系为ZZZZZZZZCABCABYCBAZZZZ313YY在对称三相电路中:每相负载的端电压，称为负载相电压相电压；每相负载中流过的电流，称为负载相电流相电流；火线与火线之间的电压，称为线电压线电压;火线中流过的电流，称为线电流线电流。4.2 对称三相电路分析对称三相电路分析4.2.1 对称星形（对称星形（Y）联接）联接1.电流特性电流特性 1201200PCPB

4、PAUUUUUU)120()120(AACCCCAABBBBAAANAAIIZUIIIZUIIZUII1.电流特性电流特性)120()120(AACAABAAAIIIIII 1）线电流等于对应的相电流。2）相电压对称，则相电流也对称。3）中线里没有电流，中线可以省略，可联接成三相三线制YY电路。中线电流为零，即 0CBANIIII4）YY对称电路的电流分析，可以根据中线电流为零的特点，三相电路简化为单相电路计算。2.电压特性电压特性BAABUUU1200PPUU303303APUU30lU90303BBClUUU150303CCAlUUU同理 lUpU式中，表示线电压的有效值，表示相电压有效值

5、。2.电压特性电压特性30ABlUU90BClUU150CAlUU1）P3UUl2）线电压相位超前所对应的相电压的相位303）相电压对称，则线电压也对称。4.2.2 对称三角形（对称三角形（）联接）联接1.电压特性电压特性 1201200ACCAABBCAAABUUUUUUUUU1）线电压等于对应的相电压。2）相电压对称，则线电压也对称。1201200ACAABCAABUUUUUU2.电流特性电流特性120)120(120)120(1200ABZPCACAABZPZBCBCZPZABZABABIIZUIIIZUZUIIIZUZUIll2.电流特性电流特性120120ABCAABBCZPABII

6、IIIICAABAIII120ABABII)1201(AB I)120sin120(cos1AB I303ABI同理303BCBII303CACII2.电流特性电流特性303ABAII303BCBII303CACII则三相线电流之间的关系为9015030BCCACABBCBCAABAlllIIIIIIIIIIII 1）相电流 2.电流特性电流特性9015030CBAlllIIIIII 1）相电流对称，线电流也对称。2）P3IIl3）线电流相位滞后所对应的相电流的相位304.2.3 对称三相电路的计算对称三相电路的计算)6 j4(Z)2 j2(LZ)1 j1(NZV380lUAUBUCUBAUA

7、I例例4-1 电路如图4-10所示，已知对称三相电路的Y形负载阻抗为，导线阻抗为中线阻抗为，电源端线电压试求相电流和负载端的线电压，并作电路中相电压、和负载端线电压、线电流的相量图。解解 设相电源电压为 则相相电流（或线线电流）为 A1.5322ZZLAAUI由电路对称性，得 V022003AlUU4.2.3 对称三相电路的计算对称三相电路的计算)6 j4(Z)2 j2(LZV380lU例例4-1 已知AUBUCUBAUAI试求相电流和负载端的线电压，并作电路中相电压、和负载端线电压、线电流的相量图。解解 A1.5322AI由电路对称性，得 A1.17222BIA9.6622CIV0220AU

8、负载上的相电压，为 V21.364.158AALIZU负载端的线电压，为V21.3377.274303ALBAUUV79.8677.274CBUV21.15377.274ACU4.2.3 对称三相电路的计算对称三相电路的计算)6 j4(Z)2 j2(LZV380lU例例4-1 已知试求AU、BUCU、BAUAI和、线电流的相量图。解解 A1.5322AIA1.17222BIA9.6622CIV0220AUV21.364.158ALUV21.3377.274BAUV79.8677.274CBUV21.15377.274ACU4.14j2.19Z,4 j3LZ例例4-2 对称三相电路如图4-12所

9、示。已知负载阻抗，线路阻抗为三相对称电源线电压为380V。求负载的线电压，线电流和负载相电流。Y等效单相电路 解解 将形负载Z等效变换为Y形负载ZY)8.4 j4.6(3YZZ设相电源电压为 V0220V03380AUA2.431.17ZYLAAZUI单相电流为 Y等效单相电路 解解)8.4 j4.6(YZV0220AUA2.431.17ZYLAAZUI根据三相电路的对称性，有 A2.1631.17BIA8.761.17CI负载Z的相电流为 4.14j2.19Z,4 j3LZ例例4-2 已知电源线电压为380V。求负载线电压，线电流和负载相电流。Y等效单相电路 解解)8.4 j4.6(YZV0

10、220AU负载Z的相电流为 A2.431.17AIA2.1631.17BIA8.761.17CI3031ABAIIA2.139.9A2.1339.9CBIA8.1069.9ACI解解)8.4 j4.6(YZV0220AUA2.431.17AIA2.1631.17BIA8.761.17CIBAIA2.139.9A2.1339.9CBIA8.1069.9ACI负载的线电压等于相电压，有 BABAIZUV7.236.237V7.1436.237V3.966.237ACCBUU4.3 对称三相电路的功率对称三相电路的功率 4.3.1 对称三相功率的分析对称三相功率的分析llllllIUIUSSIUIU

11、QQIUIUPP333sin3sin33cos3cos33PPAppAPPASQPSj例例4-4 对称三相感性负载的额定线电压为380V，额定功率为20kW，额定功率因数 N为0.8，输电线阻抗)8 j2(LZ，对称三相电源相电压为220V。试求如图aABU和电源端的功率因数。所示电路中，负载端的线电压 解解 设A相相电压为0220ZAUNZANPcos3UPIIlA98.37A8.02203102039.368.0arccosNA9.3698.37PIY形联接时的额定相电流 解解 0220ZAUA9.3698.37PIY形联接时阻抗 PZAYIUZ36.9 79.59.3698.37220Y

12、LAAZZUIA6062.16AAYIZUV1.2323.96电源端的功率因数 5.0)600cos(4.3.2 三相电路的功率测量三相电路的功率测量 1.三相四线制电路的功率测量三相四线制电路的功率测量（1）对称三相电路的功率测量 对称三相功率测量常采用一表法，即测量一相的平均功率法。测量电路如图a所示，其功率表的测量数为)cos(iuAAAIUP)cos(33iuAAAIUPP则三相总功率对称三相电路功率测量 三只表测量三相电路功率 对称三相电路功率测量 三只表测量三相电路功率（2）不对称三相电路的功率测量 三相电路不对称电路，可用三只功率表测量平均功率，测量电路如图b所示。321PPPP

13、三相总的平均功率为 2.三相三线制电路中功率的测量三相三线制电路中功率的测量 对于三相三线制系统，无论负载是否对称，都可以用两只功率表来测量三相平均功率。CBA21PPPPP两功率表的读数为P1、P2，则有注意：用两只功率表测量三相功率时，其测量功率值代数之和等于三相的总平均功率，但每一只功率表的读数是没有意义的。4.4 不对称三相电路不对称三相电路 不对称三相电路不具有对称三相电路的特点，因此，不对称三相电路作为一般的正弦稳态电路分析。例例4-6 如图所示，不对称三相四线电路，电源为对称三相电源，试分析电压、电流。不对称三相四线电路 解解 设三相电源电压为V0PAUUV120PBUUV120

14、PCUU三相电路电流为 例例4-6 如图所示，不对称三相四线电路，电源为对称三相电源，试分析电压、电流。不对称三相四线电路 解解三相电路电流为 CCCBBBAAAAAZUIZUIZUZUICBANIIII 不对称三相四线电路的中线上电流不为于零，所以，不能随意的将中线断开。不对称三相四线电路 解解三相线电压为120120303ABCAABBCABAABUUUUUUUU 可见，不对称三相四线电路的相电压和线电压具有对称性，而线电流不对称。4.5 安全用电安全用电 安全是在用电时要注意的一个重要问题。安全用电指的是人身安全和设备安全。当电压加在人身体上的两点时，身体提供了一条电流通路，而电流会产生电击，造成触电者受伤甚至死亡；当电气设备发生故障时，不仅会损坏设备而且可能会引起火灾。4.5.1 电击与预防电击与预防 1.1.电击电击2.安全预防措施安全预防措施 4.5.2 接地与接零接地与接零 1.工作接地工作接地 2.保护接地保护接地 3.保护接零保护接零 4.特殊设备的接地与接零特殊设备的接地与接零 小小 结结 一、三相电源一、三相电源三相电源特点是由三个频率相同、幅值相等、相位差均为120的正弦交流电压源组成。二、对称三相电路二、对称三相电路1 1星形联接星形联接 P3UUlPlII 2三角形联接三角形联接 P3IIlPlUU