第7章-三相电路-《电路基础》课件.ppt
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1、电路基础第第7章章 三相电路三相电路 三相电路由三相电源、三相电路由三相电源、三相负载和三相输电线路三相负载和三相输电线路三部分组成。三部分组成。发电方面:比单项电源可提高功率发电方面:比单项电源可提高功率50;输电方面:比单项输电节省钢材输电方面:比单项输电节省钢材25;l三相电路的优点三相电路的优点配电方面:三相变压器比单项变压器经济且便配电方面:三相变压器比单项变压器经济且便于接入负载;于接入负载;运电设备:结构简单、成本低、运行可靠、维运电设备:结构简单、成本低、运行可靠、维护方便。护方便。电路基础l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
2、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 以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应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。用,是目前电力系统采用的主要供电方式。研究三相电路要注意其特殊性。研究三相电路要注意其特殊性。电路基础7.1 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120,当转子以均匀角速度,当转子以均匀角速度转动时,在三相绕组中产转动时,在三相绕组中产生感应电压,从而形成对称生感应电压,从而形成对称三相电源。三相电源。三相同步发电机示意
3、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、相位彼此相差三相电源是三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差1200的正弦电源。的正弦电源。NSIAZBXCY电路基础电路基础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 tuAuBuCoA+XuAB+YuBC+ZuC电力系统电力系统三相电源三相电源标注颜色标注颜色电路基础相量表示相量表示 1201200oCoBoAUUUUUUAUCUBU120120120对称三相电源的特点对称三
4、相电源的特点00 CBACBAUUUuuuBAUU电路基础正序正序(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序三相电机三相电机三相电机三相电机电路基础7.2 三相电源的联接三相电源的联接7.2.1 星形(星形(Y形)联接形)联接+ANX+BY+CZAUBUCU+ABCNAUBUCU-将三相电源的三相绕组
5、的末端X、Y、Z联接起来,这一联接点称为中点或零点,从中点引出的导线叫中线,俗叫中线,俗称零线,用称零线,用N N 表示;表示;担负着负载中点与电源中点间的联接;而从始端A、B、C引出三根导线称为相线称为相线或端线,俗称端线,俗称火线。火线。电路基础名词介绍名词介绍相电压:相电压:每相电源或负载的电压,有效值通常用Up表示;相电流:相电流:流经每相电源或负载的电流,有效值通常用Ip表 示;线电压:线电压:端线与端线之间的电压,有效值通常用Ul表示;线电流:线电流:流过端线的电流,一般规定电源端流向负载端,有效值通常用Il表示;中线电流:中线电流:流过流过中线上的电流,一般规定负载端流向电源 端
6、,有效值通常用 IN 或 I0 表示。电路基础 在星形(星形(Y形)联接中,线电流与相电流相等形)联接中,线电流与相电流相等,即幅值(有效值)相等,相位相同。Y形联接的三个线电压与相电压的关系为:ABABuuuBCBCuuuACACuuu+ABCNAUBUCU-AIBICINIBAUBCUCAUABABUUUZZZN+N+AUBUCUAIBICINIBCBCUUUCACAUUU相电压和线电压之间的关系:相电压和线电压之间的关系:电路基础BNU线电压对称(大小相等,相位互差120o)一般表示为:一般表示为:BAU30oAUBUCU30o30oBCUCAUAUBUCUBAUBCUCAUoA A B
7、oB BCoC CA330330330UUUUUU3lpUUABABUUUBCBCUUUCACAUUU电路基础三角形联接的对称三相电源没有中点。即三角形联接的对称三相电源没有中点。即无中线无中线+AXBYCZAUBUCU+X+CYZABCBUCUAU7.2.2 三角形(三角形(形)联接形)联接 联联接电源始端末端要依次相连。接电源始端末端要依次相连。电路基础oooBCA0 120 120UUUUUU oooA BABCBCAC0120120UUUUUUUUU;+AXBYCZAUBUCU+BAUBCUCAUCIAIBI设:设:0CBAUUU I=0 电源电源环路环路中不会产生环流中不会产生环流正
8、确接法正确接法错误接法错误接法CCBA2UUUUI 0 电源电源环路环路中将会产生环流中将会产生环流,由于电源内阻抗很小,几乎接近由于电源内阻抗很小,几乎接近于于0,所以环流很大,已损坏电源。,所以环流很大,已损坏电源。AUBUCUIC U总U错误接法错误接法相电流和线电流的关系相电流和线电流的关系+AUBUCU+AIBICIZZZabIbcIcaIZ/3Z/3Z/3NCBAZUIabAZUZUINANAA33/电路基础ZUBA030)3(30303ZUA0303abI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)线电线电
9、流流相位相位滞后滞后对应相电对应相电流流30o。电路基础7.3 三相负载的联接三相负载的联接7.3.1 三相负载星形三相负载星形(Y形形)联接联接 对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对称,因而可以引入一特殊的计算方法。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AUZZZN+N+BUCUAIBICI电路基础以以N点为参考点,对点为参考点,对N点列点列写结点方程:写结点方程:ABCN N111111()UUUZZZUZZZ0 0)(13NNCBANNUUUUZU
10、ZNNUZZZN+N+BUCUAIBICI 因因N,N两点等电位,可将其短路,且其中电流为两点等电位,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零。这样便可将三相电路的计算化为单单相电路的计算。相电路的计算。电路基础负载侧相电压:负载侧相电压:oCNCoBNBoANA1201200UUUUUUUUUNA U也为对也为对称电压称电压A相计算电路相计算电路+AUAIANNZZZZN+N+BUCUAIBICI计算电流:计算电流:ZUZUZUIZUZUZUIZUZUZUIoCNCCoBNBBANAA120|120|为对称为对称电流电流电路基础电源中点与负载中点等电位。电源中点与负载中点等
11、电位。有无中线对电路情况有无中线对电路情况没有影响。没有影响。对称情况下,各相电压、电流都是对称的,可采用对称情况下,各相电压、电流都是对称的,可采用一相(一相(A相)等效电路计算。其它两相的电压、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。流可按对称关系直接写出。Y形联接的对称三相负载,根据相、线电压、电流形联接的对称三相负载,根据相、线电压、电流的关系得:的关系得:结论结论aAIIUU,303NAAB电路基础2.2.Y联联接接ZZUUUUUU|120 120 0oCoB0A设设解法1负载上相电压与线电压相等:oCAcaoBCbcoABab1503903303UUUUUUU
12、UUZZZ+A+B+CAUBUcabCU电路基础ZUZUIZUZUIZUZUIocacaobcbcoabab150|390|330|3相电流:相电流:线电流:线电流:ocabccaCobcabbcBoabcaabA303303303IIIIIIIIIIII30o30oA UabIabU30oAI30obcIcaIBICIcaI电路基础cab+AUBUCU+AIBICIZZZabIbcIcaI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 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相结果。解法解法2Z/3Z/3Z/3N c b a结论结论电路基
13、础ZUZUZUI|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3 3A相计算电路相计算电路Z/3a+AUAIANNaZ+AB UabIABb电路基础例例3031ABAUU+BAUBCUCAU+AIBICIZZZabIbcIcaIbACBZlZlZlac+AUBUCU+AIBICIZ/3Z/3bACBZlZlZlacZ/3Z/3Zla+AUAIANN电路基础(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
14、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。电路基础例例对称三相电源线电
15、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。解解画出一相计算图画出一相计算图ZZla+AUAIANNN+AUBUCU+AIBICIZZACBZlZlZlZNacb电路基础A 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电路基础例例7-2 图中,电
16、源电压对称,线电压Ul=380VV;负载为电灯组,在额定电压下其电阻分别为RA=5,RB=10,RC=20。试求:负载相电压、负载电流及中线电流。解解:利用相量法求解比较方便。在负载不对称而有中线(其上电压降可忽略不计)的情况下,负载相电压和电源相电压相等,也是对称。电路基础负载相电压有效值为:380=220V3PU0220 0AU0220120BU 0220 120CU设:VV,V。则各相电流为:220 044 0 A5AAAUIR22012022120 A10BBBUIR220 12011 120 A20CCCUIR 44 02212011 120441118.95.59.4527.59.
17、4529.119 ANABCIIIIjjj 电路基础7.3.2 三相负载三角形(三相负载三角形(形)联接形)联接0ABlUU120CAlUU120BClUU 设电源线电压为:V,V,V AZBZCZ.ABI.BCI.CAI三相负载分别为、,则每相负载的相电流、如下:电路基础ABABAUIZBCBCBUIZCACACUIZ,AABCAIIIBBCABIIICCABCIII,00A BpII0120B CpII 0120C ApII假设三相对称负载的相电流,00330330AABCApABIIIII03150BBCABABIIII0390CCABCABIIII3lpII电路基础例例7-3 在图所示
18、电路中,已知对称三相三线制的电压为380V,每相阻抗为Z=10+j10,输电线阻抗忽略不计,求每相负载电流和线电流。解:解:设0380 0ABUV 101010 2 45Zj则各相相电流为:380 026.945 A10 2 45ABABUIZ26.9165 ABCI26.9 75 ACAI33046.575 AAABII33046.5105 ABBCII33046.5 45 ACCAII则各线电流为:7.4 对称三相电路的计算对称三相电路的计算电路基础一般计算方法般计算方法:(1)对于不计传输线阻抗的简单对称三相电路,可利用星形或三角形联接中电压关系、电流关系来求解;(2)对于复杂的对称三相
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