建筑电工学第3章-三相电路课件.ppt

1、输输电电线线路路 3.2 3.2 三相电路三相电路 2.2.三相交流电源三相交流电源3.1 3.1 三相电压三相电压3.3 3.3 三相电路的功率三相电路的功率1.1.三相电压三相电压1.1.星形接法及计算星形接法及计算2.2.照明线路分析照明线路分析3.3.三角形接法及计算三角形接法及计算3.1 三相电压三相电压三相发电设备三相发电设备三相电压三相电压三相电压的特征：三相电压的特征：大小相等，频率相同，相位互差大小相等，频率相同，相位互差120tUumsin1)120sin(02tUum)120sin(03tUum 三相电压的相量关系：三相电压的相量关系：0.CBAUUU1201200UUU

2、UUUCBA三相电压的相序三相电压的相序上述三相电压的相序（次序）上述三相电压的相序（次序）A、B、C称为称为正序正序或顺序。或顺序。与此相反，如与此相反，如B B相超前相超前A相相120，C相超相超前前B相相120，这种相序称为这种相序称为反序反序或或逆序逆序。电力系统一般采用正序。电力系统一般采用正序。三相交流电源三相交流电源BeY YB BCeC CZ ZX XAeA AN N星形接法星形接法Ce（零线）（零线）（火线）（火线）（火线）（火线）（火线）（火线）ceBeA AX XY YC CB BZ ZN NAe相线（火线）相线（火线）:A AB BC C中线（零线）：中线（零线）：N

3、N星形接法星形接法A ACAuA AX XY YC CB BZ ZABuBCuB BC C三角形接法三角形接法三相电路的基本概念三相电路的基本概念-1-11 1、相线（火线）：、相线（火线）：从从3 3 个电压源正极性端子个电压源正极性端子A、B、C向外向外引出的导线。引出的导线。2 2、中线（零线）：、中线（零线）：从中（性）点从中（性）点N引出的导线。引出的导线。10A250V五孔插座（带保护门）五孔插座（带保护门）火线火线零线零线 3、线电压：、线电压：火线之间的电压。火线之间的电压。4、相电压、相电压电源每一相的电压，或负载阻抗的电压。电源每一相的电压，或负载阻抗的电压。5、线电流、线

4、电流火线中的电流。火线中的电流。6、相电流、相电流各相电源中的电流或负载阻抗的电流。各相电源中的电流或负载阻抗的电流。三相电路的基本概念三相电路的基本概念-2-2Au相电压相电压ABu线电压线电压线电流线电流又是相电流又是相电流AiAu相电压相电压又是线电压又是线电压AiABi线电流线电流相电流相电流+-AuA-+BuBCu+-CNN+-+AuBuCuABCiAiAiAB星形接法星形接法三角形接法三角形接法线电压线电压：火线间的电压。火线间的电压。ANCNCACNBNBCBNANABUUUUUUUUUABuBCuCAuCABCABuuuC CA AB BN N注意规定的注意规定的正方向正方向线

5、电压与对称相电压之间的关系可以用图示电线电压与对称相电压之间的关系可以用图示电压正三角形说明，压正三角形说明，相电压对称时，线电压也一定依序对称，相电压对称时，线电压也一定依序对称，BNUCNUANUNABCABUCAUBCU电压相量图电压相量图依次依次超前超前相应相电压的相位为相应相电压的相位为30。实际计算时，只要算出一相就可以依序写出其实际计算时，只要算出一相就可以依序写出其余两相。余两相。3线电压是相电压的线电压是相电压的 倍，倍，线电压与相电压的通用关系表达式：线电压与相电压的通用关系表达式：30 3plUUlU pU-为相电压为相电压 -为线电压为线电压在日常生活与工农业生产中，多

6、数用户的电压等级为在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为V380 V220lPUU、CZCABYBCAXABUUUUUU plUU三角形接法三角形接法ACAuAXYCBZABuBCuBC特点：特点：线电压线电压=相电压相电压对称对称星形负载和三角形星形负载和三角形负载负载：以上有关线电压和相电压的关系以上有关线电压和相电压的关系星形接法星形接法A AC CB B N NZ ZZ ZZ Z三角形接法三角形接法A AC CB BZ ZZ ZZ Z负载也有两种接法负载也有两种接法:同样适用同样适用3.2 3.2 三相电路三相电路电源和负载的连接电源和负载的连接1 1、负载的连接方式、负载的连

7、接方式负载也可以连接成星形或三角形。负载也可以连接成星形或三角形。当三相阻抗相等时，就称为当三相阻抗相等时，就称为对称三相负载对称三相负载。2 2、三相电路、三相电路从对称三相电源的从对称三相电源的3 3个端子引出具有相同阻抗个端子引出具有相同阻抗的的3 3条输电线，把一些对称三相负载连接在输电线上条输电线，把一些对称三相负载连接在输电线上就形成了就形成了对称三相电路对称三相电路。实际三相电路中，三相电源是对称的，但实际三相电路中，三相电源是对称的，但负负载载则则不一定是对称不一定是对称的。的。3 3、三相电路的连接方式、三相电路的连接方式三相电源为星形电源，负载为星形负载，称三相电源为星形电

8、源，负载为星形负载，称为为Y-YY-Y连接方式；连接方式；三相电源为星形电源，负载为三角形负载，三相电源为星形电源，负载为三角形负载，称为称为Y-Y-连接方式；连接方式；此外还有此外还有-Y-Y连接方式和连接方式和-连接方式。连接方式。电源和负载的连接方式电源和负载的连接方式三相电源三相电源每相电压每相电压220V1 1、现有白炽灯三相负载、现有白炽灯三相负载UN=220V负载连接成负载连接成Y接，电路应连接成接，电路应连接成Y-YY-Y-Y-Y负载连接成负载连接成接，电路应连接成接，电路应连接成-2 2、如白炽灯、如白炽灯UN=127V电路应连接为电路应连接为-Y3 3、如电动机、如电动机U

9、N=380V，接法接法电路应连接为电路应连接为Y-对称三相电路的计算对称三相电路的计算 三相电路实际上是三相电路实际上是正弦电流电路正弦电流电路的一种特殊的一种特殊类型。类型。因此，前面对正弦电流电路的分析方法对三因此，前面对正弦电流电路的分析方法对三相电路完全适用。相电路完全适用。根据三相电路的一些特点，可以简化对称三根据三相电路的一些特点，可以简化对称三相电路分析计算。相电路分析计算。ACBNZANU.BNU.CNU.AI.CI.BI.相电流相电流(负载上的电流负载上的电流)：CNBNANIII 、ZZCNI.ANI.BNI.1.1.星形接法及计算星形接法及计算线电流线电流(火线上的电流火

10、线上的电流)：CBAIII 、lpII CNCBNBANAIIIIIIACBNZZZNI.AI.CI.BI.ANI.CNI.BNI.星形接法特点星形接法特点相电流相电流=线电流线电流*CNBNANNIIIINI:中线电流中线电流线电压线电压=相电压相电压 3,线电压领先于相电压线电压领先于相电压30。ACBNZZZANUABUCNUBNUCAUBCU星形接法特点星形接法特点BiAiACBNZAZBZCNiCiANiCNiBNiCeceBeAe负载星形接法时的一般计算方法负载星形接法时的一般计算方法解题思路：解题思路：一般线电压一般线电压 为已知，然后根据电压和负载求为已知，然后根据电压和负载求

11、电流。电流。luZUIIPpl.lupu（1 1）负载不对称时，各相单独计算。）负载不对称时，各相单独计算。（2 2）负载对称时，只需计算一相。）负载对称时，只需计算一相。（3 3）负载对称，只要求电流、电压大小时，仅负载对称，只要求电流、电压大小时，仅 算一相有效值即可。算一相有效值即可。0CBANIIII)(ZZZZCBA负载对称时负载对称时问题及讨论问题及讨论中线是否中线是否可以取消？可以取消？答：三相完全对称时，中线可以取消。称为答：三相完全对称时，中线可以取消。称为 三相三线制。三相三线制。ceACBZZZCeBeAe应用实例应用实例-照明电路照明电路ACB.一层楼一层楼二层楼二层楼

12、三层楼三层楼N 正确接法正确接法:每层楼的灯相每层楼的灯相互并联，然后互并联，然后分别接至各相分别接至各相电压上。设电电压上。设电源电压为：源电压为：V220380PlUU则每盏灯上都可则每盏灯上都可得到额定的工作电压得到额定的工作电压220V。讨论讨论讨论讨论照明电路能否采用照明电路能否采用三相三线制三相三线制供电方式？供电方式？ACB.一层楼一层楼二层楼二层楼三层楼三层楼N不加中线不加中线会不会出会不会出现问题现问题?设线电压为设线电压为380V。A相断开后，相断开后，B、C 两相两相串连，电压串连，电压UBC（380V）加在加在B、C负载上。如果负载上。如果两相负载对称，则每相负两相负载

13、对称，则每相负载上的电压为载上的电压为190V。若一楼全部断开，二、三楼仍然接通若一楼全部断开，二、三楼仍然接通,情况如何情况如何?ACB.一层楼一层楼二层楼二层楼三层楼三层楼分析：分析：结果二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。结果二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。问题问题1 1 若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼 灯的数量不等（设二楼灯的数量为三层的灯的数量不等（设二楼灯的数量为三层的 1/4）结果如何？）结果如何？结果：二楼灯泡上的电压超过额定电压，结果：二楼灯泡上的电压超过额定电压，灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。ACBR2R3V

14、76380513RUV 304380542RU分析分析问题问题2 2关于中线的结论关于中线的结论 中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等的相电压。相等的相电压。照明电路中绝对不能采用三相三线制供电，照明电路中绝对不能采用三相三线制供电，而且必须保证中线可靠。而且必须保证中线可靠。为了确保中线在运行中不断开，其上不允许接保为了确保中线在运行中不断开，其上不允许接保险丝也不允许接刀闸。险丝也不允许接刀闸。照明电路的一般画法照明电路的一般画法三相四线制三相四线制中线上不能加中线上不能加刀闸和保险刀闸和保险ABCN.一一层层二二层层三三层层短路短路+E

15、三个电源串接三个电源串接能否造成短路？能否造成短路？直流电源行吗？直流电源行吗？AAeCeBeXYZBC思考思考+-EEE直流电源串接不行，直流电源串接不行，三相交流电源可以，三相交流电源可以，为什么？为什么？2 三角形接法及计算三角形接法及计算ABiCAiBCiCiBiAiCAuABuBCuACB plUU特点特点：线电压线电压=相电压相电压各电流的计算各电流的计算BiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBZ ZABABZ ZBCBCZ ZCACACACACABCBCBCABABABZUIZUIZUI相电流相电流BCCACABBCBCAABAIIIIIIIII线电流线电流（2）负

16、载对称时（）负载对称时（ZAB=ZBC=ZCA=Z），），各相电流有各相电流有 效值相等，相位互差效值相等，相位互差120 。有效值为：。有效值为：ZUIIIIlPCABCABBiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBZABZBCZCA（1）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。CAABAIII303ABAIICAUABUBCUBICIABICAIBCI303303CACBCBIIII同理：同理：0lABUU设：负载为阻性的，阻抗角为设：负载为阻性的，阻抗角为 0 。负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系负载对称时，三角形

17、接法线、相电流的相位关系CAIAIABCABICAIAI负载对称时三角形接法的特点负载对称时三角形接法的特点BiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACB plUU 303plII注意电路注意电路中规定的中规定的正方向正方向负载对称时：负载对称时：cos3ppIUP 3.3 3.3 三相电路的功率三相电路的功率CBAPPPP三相总有功功率：三相总有功功率：由负载由负载性质决定性质决定 3plplIIUU星形接法时：星形接法时：3 plplIIUU三角形接法时：三角形接法时：cos3llIUP 三相电路的功率三相电路的功率llllllIUSIUQIUP3sin3cos3有功功率：有功功率

18、：无功功率：无功功率：视在功率：视在功率：在三相负载对称的条件下：在三相负载对称的条件下：*i1i2u负负载载一、单相功率的测量一、单相功率的测量 电动式瓦特计电动式瓦特计在交流电路中在交流电路中cos1UkI其中，其中，为为 间的夹角。间的夹角。ui ,1指针偏指针偏转角度转角度电流线圈电流线圈电压线圈电压线圈i2和和 u 成正成正比，且近似比，且近似同相同相 三相电路的功率的测量三相电路的功率的测量二、三相功率的测量二、三相功率的测量 1W*2W*3W*负 载ACBN三相总功率为三个功率表测得数据的总和。三相总功率为三个功率表测得数据的总和。三相四线制接法，用三个功率表测量：三相四线制接法

19、，用三个功率表测量：三相总功率等于两表测得数据之和。三相总功率等于两表测得数据之和。BuCiBiAiACuBCuACBCuAuAZBZCZ2W*1W*三相三线制的电路中，用二表法测功率：三相三线制的电路中，用二表法测功率：两表法测量功率的原理：两表法测量功率的原理：BCBACACBBCAACCBBAAuiuiuuiuuiiuiuiupBACiii结论：结论：三相总功率等于两表测得数据之和。每三相总功率等于两表测得数据之和。每 单个功率表的读数没有意义单个功率表的读数没有意义，实验用的实验用的 三相瓦特计实际上就是根据三相瓦特计实际上就是根据“二表法二表法”的原理设计的。的原理设计的。求：功率表

20、求：功率表W1、W2的读数。的读数。例例2W*电机电机AICICBUACBABU1W*已知：已知：电机的功率为电机的功率为 2.5 kW,。866.0cos（设电机为星形接法，（设电机为星形接法，N为其中点。）为其中点。）电源线电压为电源线电压为380V，各相，各相对称。对称。2W*电机电机AICICBUACBABU1W*A386.4866.03803105.2cos3cos33llllUPIIUP（1）求电流大小）求电流大小2W*AICICBUACBABU1W*ZBZAZCNAUV0220NAU设：设：ANUABUBCUCAUCBU（2）求电流、电压的相位关系）求电流、电压的相位关系V903

21、80V90380V30380CBBCABUUU则：则：2W*AICICBUACBABU1W*ZBZAZCNAUABUANUAIABAUI、间的相位差间的相位差6011已知电机的已知电机的866.0cos30866.0cos-1A30386.4AIAUABUBCUCAUCBUAIBICIW3.83360cos386.4380cos11AABIUPW7.16660cos386.4380cos22CCBIUPA90386.4CI同理，由相量图可得同理，由相量图可得02CBCUI、间的相位差间的相位差W1的读数为的读数为833.3瓦瓦W2的读数为的读数为1666.7瓦瓦相序的判定相序的判定 三相交流电

22、动势出现最大值三相交流电动势出现最大值的先后顺序称为三相电源的相的先后顺序称为三相电源的相序。序。A-B-C 称为顺相序称为顺相序 A-C-B 称为逆相序称为逆相序 将相序指示器接至三相电源将相序指示器接至三相电源上，便可测出相序：上，便可测出相序：假设电容假设电容C接的是接的是A相，相，则则 L1、L2 较亮者为较亮者为B相，另一相为相，另一相为C相。相。证明，请见教证明，请见教材材P191和和P192C灯泡灯泡相序指示器相序指示器L1L2灯泡灯泡本章小结本章小结 （1）-三相电源三相电源（2）-三相负载三相负载 （3）-三相电路计算三相电路计算 （4）-三相功率计算三相功率计算三相交流电路

23、的小结（三相交流电路的小结（1）-三相电源三相电源三相三线制三相三线制三相四线制三相四线制AAeCeBeCBNAeCeBeACBAeCeBeACB三相电源一三相电源一般都是对称般都是对称的，而且多的，而且多用三相四线用三相四线制接法。制接法。三相交流电路的小结（三相交流电路的小结（1 1）-三相电源三相电源三相三线制三相三线制三相四线制三相四线制AAeCeBeCBNAeCeBeACBAeCeBeACB三相电源一三相电源一般都是对称般都是对称的，而且多的，而且多用三相四线用三相四线制接法。制接法。三相交流电路的小结三相交流电路的小结(2)-(2)-三相负载三相负载星形负载星形负载三角形负载三角形

24、负载ACBNZZZACBZZZ三相交流电路的小结三相交流电路的小结(3)-(3)-三相电路计算三相电路计算负载负载 形接法形接法PlPlUUII303对称负载下：对称负载下：各相电压、电流单独计算。各相电压、电流单独计算。负载不对称时：负载不对称时：负载对称时：负载对称时：电压对称、电流对称，只需计算一相。电压对称、电流对称，只需计算一相。求电表读数时，可只算有效值，不算相位。求电表读数时，可只算有效值，不算相位。三相电路的计算要特别注意相位问题。三相电路的计算要特别注意相位问题。负载负载Y Y形接法形接法303PlPlUUII电源对称时：电源对称时：三相交流电路的小结三相交流电路的小结(4)-(4)-三相功率计算三相功率计算CBAPPPP三相总功率三相总功率：负载对称时：负载对称时：cos3ppIUP cos3llIUP 和接法和接法无关无关