三相电路要点课件.ppt
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1、2022-9-181第第7章章 三相电路三相电路l重点重点 1.1.三相电路的基本概念三相电路的基本概念 2.2.对称三相电路的分析对称三相电路的分析 3.3.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2022-9-182 三相电路是由三相电源、三相传输线路和三相负载组成。三相电路是由三相电源、三相传输线路和三相负载组成。2.2.三相电路的优点三相电路的优点(1)发电方面提高了发电效率:比单相电源可提高功率发电方面提高了发电效率:比单相电源可提高功率5050;(2)输电方面降低了输电成本:比单相输电节省钢材输电方面降低了输电成本:比单相输电节省钢材2525;
2、(3)配电方面方便连接、使用经济:三相变压器比单相变压器经配电方面方便连接、使用经济:三相变压器比单相变压器经 济且便于接入负载;济且便于接入负载;(4)用电设备便于连接和使用:具有结构简单、成本低、运行可用电设备便于连接和使用:具有结构简单、成本低、运行可 靠、维护方便等优点。靠、维护方便等优点。以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用,是目前电以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用,是目前电力系统采用的主要供电方式。力系统采用的主要供电方式。三相电路三相电路概述概述 1.1.三相电路三相电路2022-9-183 研究三相电路要注意其特殊性,即研究三相电路要注意其特殊性,即:(1)特殊
3、的电源特殊的电源(2)特殊的负载特殊的负载(3)特殊的连接特殊的连接(4)特殊的求解方式特殊的求解方式 3.3.三相电路的特殊性三相电路的特殊性2022-9-1841.三相电源三相电源通常由三相同步发电机通常由三相同步发电机产生,三相绕组在空间互差产生,三相绕组在空间互差120120,当转子以均匀角速,当转子以均匀角速度度 转动时,在三相绕组中转动时,在三相绕组中产生感应电压,从而形成对产生感应电压,从而形成对称三相电源。称三相电源。NSI AZBXCY三相同步发电机示意图三相同步发电机示意图7.1 三相电路的基本概念三相电路的基本概念2022-9-185(1)瞬时值表达式瞬时值表达式)120
4、sin(2)()120sin(2)(sin2)(oCoBAtUtutUtutUtuA+XuAB+YuBC+ZuC(2)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。t uAuBuuCO2022-9-186(3 3)相量表示式与相量图相量表示式与相量图 oCoBoA1201200 UUUUUUA UCUBU120120120(4)对称三相电源的特点对称三相电源的特点00 CBACBA UUUuuuBAUU2022-9-187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:对三相电动机,如果相序反了,就会反转相序的实际意义
5、:对三相电动机,如果相序反了,就会反转。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(5 5)对称三相电源的相序对称三相电源的相序ABC三相电源中各相电源经过同一值三相电源中各相电源经过同一值(如最大值如最大值)的先后顺序的先后顺序2022-9-1882.三相电源及其联接方式三相电源及其联接方式把三个绕组的末端把三个绕组的末端 X,Y,Z X,Y,Z 接在一起,始端接在一起,始端 A,B,C A,B,C 引出来而构成引出来而构成.A IA+BCABCOA UB UC UBA UBC UCA UB IC I X,Y,Z
6、X,Y,Z 接在一起的点称为接在一起的点称为Y Y联接对称三相电源的中性点,联接对称三相电源的中性点,用字母用字母O O表示。表示。(1 1)星形联接星形联接(Y(Y联接联接)+AO+B+CA UB UC UO2022-9-189(2 2)三角形联接三角形联接(联联接接)+ABCA UB UC U+A+BCABCB UC UA UBA UBC UA IB IC ICA U三角形联接的对称三相电源没有中性点。三角形联接的对称三相电源没有中性点。将三个绕组始末端顺序相接而构成。将三个绕组始末端顺序相接而构成。2022-9-1810电电源源术术语语介介绍绍(1)(1)端线端线(火线火线):始端:始端
7、A,B,C A,B,C 三端引出线。三端引出线。(2)(2)中线:中性点中线:中性点O O引出线,引出线,接无中线。接无中线。(3)(3)三相三线制与三相四线制三相三线制与三相四线制。(5)(5)相电压:每相电源的电压,例如相电压:每相电源的电压,例如(4)(4)线电压:端线与端线之间的电压,例如线电压:端线与端线之间的电压,例如CACB BA,UUUCBA,UUUA+BCABCB UC UA UBA UBC UA IB IC ICA UA+BCABCOA UB UC UBA UBC UCA UA IB IC I2022-9-18113.三相负载及其联接方式三相负载及其联接方式 三相电路的负载
8、由三部分组成,其中每一部分叫做一三相电路的负载由三部分组成,其中每一部分叫做一相负载,三相负载也有星形和三角形二种联接方式。相负载,三相负载也有星形和三角形二种联接方式。ABCOA IB IC IOIZAZCZBABCA IB IC IZBCZCAZABab Ibc Ica I星形联接星形联接三角形联接三角形联接CABCABCBAZZZZZZ ,当当时,称对称三相负载时,称对称三相负载1一般三相负载及其联接方式一般三相负载及其联接方式2.对称三相负载及其联接方式对称三相负载及其联接方式2022-9-1812(1 1)负载的相电压)负载的相电压:每相负载上的电压每相负载上的电压,例如,例如,,A
9、OB OC OUUU(3)线电流:流过端线的电流线电流:流过端线的电流,例如例如CBAIII,(4)相电流:流过每相负载的电流,例如)相电流:流过每相负载的电流,例如cabcabIII,abIABUAOUABCOA IB IC IOIZAZCZBABCA IB IC IZBCZCAZABab Ibc Ica I(2)负载的线电压:负载的线电压:负载端线间的电压负载端线间的电压,例如例如,ACCBBAUUU3.负载术语介绍负载术语介绍2022-9-18134.三相电路三相电路 三相电路就是由对称三相电源和三相负载通过三相传输导线三相电路就是由对称三相电源和三相负载通过三相传输导线联接起来所组成的
10、系统,是一种特殊的正弦交流电路联接起来所组成的系统,是一种特殊的正弦交流电路,根据电源根据电源和负载联接方式的组合,三相电路可以有以下和负载联接方式的组合,三相电路可以有以下五种五种基本的基本的联接方联接方式式,其中,其中,Y0-Y0联接是在以联接是在以Y-Y连接的基础上,电源中性点和负载连接的基础上,电源中性点和负载中性点之间连接有中线。中性点之间连接有中线。Y0-Y0连接方式称为三相连接方式称为三相四四线制,其他线制,其他的连接方式称为三相三线制。的连接方式称为三相三线制。电源电源YY负载负载电源电源Y负载负载4.1.一般三相电路一般三相电路电源电源Y0Y0负载负载2022-9-1814+
11、AO+B+CZA UB UC UZZO三相四线制三相四线制+A UB UC UABCZZZYY0Y0三相三线制三相三线制例如例如2022-9-18154.3.对称三相电路对称三相电路如果组成三相电路的如果组成三相电路的三相三相电源、电源、三相三相负载以及三相连接线都对称负载以及三相连接线都对称时,则称为对称三相电路。时,则称为对称三相电路。(1)无论电源或负载是何种连接方式,每一个电源或负载上的)无论电源或负载是何种连接方式,每一个电源或负载上的电压和电流均称为相电压和相电流,统称为相值。电压和电流均称为相电压和相电流,统称为相值。4.2.三相电路的相值与线值三相电路的相值与线值(2)无论电源
12、或负载是何种连接方式,端线上通过的电流称为)无论电源或负载是何种连接方式,端线上通过的电流称为线电流,端线之间的电压称为线电压,统称为线值。线电流,端线之间的电压称为线电压,统称为线值。2022-9-1816(1)Y联接联接5.对称三相电源和负载线电压与相电压的关系A+BCABCOA UB UC UBA UBC UCA UA IB IC IoAOAoBBOoCCO0 120 120UUUUUUUUU设5.1对称三相电源和负载线电压与相电压的关系ooooBA BAOOooooCBCB OOooooACACOO0120330330120120390390120031503150AAAUUUUUUU
13、UUUUUUUUUUUUUU2022-9-1817相电压和线电压之间关系的相量图相电压和线电压之间关系的相量图:上式可以表示为:上式可以表示为:BUBA U30oAUBUCU30o30oBC UCA UAUBUCUBA UBC UCA Uo CA Co BC BoA B A303303303UUUUUU线电压对称,即大小线电压对称,即大小相等,相位互差相等,相位互差120120o o0A CC BB AUUU并且有并且有lp330UU简记简记2022-9-1818对于对于Y接法的接法的对称三相电源有下述结论:对称三相电源有下述结论:所谓的所谓的“对应对应”:对应相电压用线电压的第一个下标字母标
14、出。:对应相电压用线电压的第一个下标字母标出。(1)相电压对称,相电压对称,故故线电压也线电压也依序依序对称对称,构成一,构成一 个对称三相组。个对称三相组。(3)线电压相位线电压相位超前超前对应相电压对应相电压30o。U.U.3 3即U即U 倍,倍,3 3的的 线电压大小等于相电压线电压大小等于相电压l l )2(CCABC BAB AUUUUUU结论结论(4)线线电流等于电流等于对应对应的的相电相电流。流。以上关于对称星形电源的电压关系和电流关系也适用于以上关于对称星形电源的电压关系和电流关系也适用于对称星形负载。对称星形负载。注意注意2022-9-1819(2)联联接接oCoBoA120
15、 120 0 UUUUUU设设oCCAoBCBoABA1201200 UUUUUUUUU线电压等于对应的相电压。线电压等于对应的相电压。A+BCABCB UC UA UBA UBC UA IB IC ICA U 以上关于线电压和相电压的关系也适用于对称星型负载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。和三角型负载。结论结论(1)电源侧电源侧2022-9-1820关于关于 联联接电源需要强调一点:始端末端要依次相连。接电源需要强调一点:始端末端要依次相连。正确接法正确接法错误接法错误接法I=0,联接电源联接电源中不会产生环流。中不会产生环流。注意注意A UB UC U I0C
16、BA UUUCCBA2 UUUUA UB UC U IC U总总 UI 0,接电源接电源中将会产生环流。中将会产生环流。2022-9-1821 当将一组三相电源连成三角形时,当将一组三相电源连成三角形时,应先不完全闭合,留下一个开口,在开口应先不完全闭合,留下一个开口,在开口处接上一个交流电压表,测量回路中总的处接上一个交流电压表,测量回路中总的电压是否为零。如果电压为零,说明连接电压是否为零。如果电压为零,说明连接正确,然后再把开口处接在一起。正确,然后再把开口处接在一起。VV V型接法的电源:若将型接法的电源:若将 接的三相电源去掉一相,则线电压仍接的三相电源去掉一相,则线电压仍为对称三相
17、电源。为对称三相电源。+ABCB UA UBA UBC UCA UABCA UB U+检查检查三角形连接的正确性三角形连接的正确性2022-9-1822(2)负载侧负载侧ABCA IB IC IZZZA BIBCICAI0120 330330AA BC AABIIIIIII ABCA IB IC IZ/3Z/3Z/3O根据根据KCLKCL可得可得对称三相负载,其三个相电流是对对称三相负载,其三个相电流是对称的,选称的,选I IABAB为参考相量则有为参考相量则有0A BII 120B CII 120C AII 同理可得同理可得330BBCII330CC AII简记简记p330lII2022-9
18、-1823结论结论联接的对称电路联接的对称电路:线电电l lp p(1 1)流流大大小小等等于于相相流流的的 3 3倍倍,即即I I=3 3I I.(2)2)线电流相位线电流相位滞后滞后对应相电流对应相电流3030o o。注意注意 以上对称三角形连接的线电压与相电压的关系、线电流与以上对称三角形连接的线电压与相电压的关系、线电流与相电流的关系对于对称三角形电源和对称三角形负载都适用。相电流的关系对于对称三角形电源和对称三角形负载都适用。2022-9-18247.2 对称三相电路的计算 对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对称,因而对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对称,因而可以引入一
19、种特殊的计算方法可以引入一种特殊的计算方法,即化三相电路计算为单相电路计即化三相电路计算为单相电路计算。算。1.YY.YY联联接接+_+_+OOZZZA UB UC UA IB IC IABCabcAoBoC 120 120|UUUUUUZZ设在如图所示的三相三线制电路中在如图所示的三相三线制电路中2022-9-1825以以O O点为参考点,对点为参考点,对OO点列写节点方程:点列写节点方程:ABC111111()O OUUUUZZZZZZABC31()0 0OOOOUUUUZZUOOU+_+_+OOZZZA UB UC UA IB IC IABCabc2022-9-1826负载侧相电压:负载
20、侧相电压:aoAoboBocoC120120UUUUUUUUU也为对称也为对称电压电压因因O O,O O两点等电位,可将其短路,且其中电流为零。这样便可两点等电位,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单相电路的计算。将三相电路的计算化为单相电路的计算。+_+_+OZZZA UB UC UA IB IC IABCabcO+AUA IAOaZOoa U+A相计算电路相计算电路2022-9-1827计算电流:计算电流:ZUZUIZUZUIZUZUIoCCoBBAA120|120|为对称为对称电流电流结论结论1.1.U Uo ooo=0=0,电源中点与负载中点等电位。有无中线对电路
21、情况没,电源中点与负载中点等电位。有无中线对电路情况没有影响。有影响。2.2.对称情况下,各相电压、电流都是对称的,可采用一相(如对称情况下,各相电压、电流都是对称的,可采用一相(如A A相)等效电路计算。只要算出一相的电压、电流,则其它两相)等效电路计算。只要算出一相的电压、电流,则其它两相的电压、电流可按对称关系直接写出。相的电压、电流可按对称关系直接写出。3.Y3.Y形联接的对称三相负载,其相、线电压、电流的关系为形联接的对称三相负载,其相、线电压、电流的关系为:oaAoaabIIUU,3032022-9-1828CBAOO111)1111(UZUZUZUZZZZO0 0)(1)13(O
22、OCBAOOUUUUZUZZO+_+_+OOZZZA UB UC UA IB IC IABCabc2.Y。Y。联接联接(三相四线制)三相四线制)0Z2022-9-18293.Y 联联接接+_+_+OZZZA UB UC UA IB IC IABCabcab Ibc Ica IoCAcaoBCbcoABab1503903303UUUUUUUUU三角形负载上的相电压与星形连接电源线电压相等,根据前面所三角形负载上的相电压与星形连接电源线电压相等,根据前面所得出的星形连接的得出的星形连接的线电压与相电压之间关系线电压与相电压之间关系可得可得ZZUUUUUU|120 120 oCoBA设设解法解法1
23、12022-9-1830ZUZUIZUZUIZUZUI ocacaobcbcoabab150|390|330|3计算相电流:计算相电流:计算计算线电流:线电流:ocabccaCobcabbcBoabcaabA303303303 IIIIIIIIIIII30o30oA Uab Iab U30oA I30obc Ica IB IC I caI 2022-9-1831(1)(1)三角形负载上相电压与线电压相等,且对称。三角形负载上相电压与线电压相等,且对称。(2)(2)线电流与相电流也是对称的。线电流大小是相线电流与相电流也是对称的。线电流大小是相电流的电流的 倍,相位落后相应相电流倍,相位落后相应
24、相电流3030。3 由于对称性,上述电路也可需计算一相,根据对称性即可由于对称性,上述电路也可需计算一相,根据对称性即可得到其余两相的计算结果。得到其余两相的计算结果。+_+_+OZZZA UB UC UA IB IC IABCabcab Ibc Ica IOZ/3结论结论解法解法2 22022-9-1832ZUZUZUI|333/AoaA+A UA IAOoaZ/3ZUII ooAab30|33031oooaab303303UUU2022-9-1833将将 接电源用接电源用Y Y接电源等效替代,接电源等效替代,即保证其线电压相等,将即保证其线电压相等,将 形负形负载也等效变成星形,即将原电路
25、载也等效变成星形,即将原电路等效变换成对称等效变换成对称YY,再根据上再根据上述述YYYY形电路来计算。形电路来计算。+ABCBCU CAU ABU BA UBC UA IB IC ICA UCA I+OABOAUBUCUBA UBC UCA UB IC IoAOAABoBOBBCAoCOCCAA130313012031301203UUUUUUUUUUU3.联联接接计算方法计算方法(1)电源等效变换)电源等效变换等效等效等效星形连接电源电压的大小为等效星形连接电源电压的大小为2022-9-1834ABCA IB IC IZZZABIBCICAIABCA IB IC IZ/3Z/3Z/3O等效等
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