三相电路详解.ppt

第第1212章章 三相电路三相电路12.1 12.1 三相电源三相电源12.2 12.2 对称三相电路对称三相电路 12.3 12.3 不对称三相电路示例不对称三相电路示例 12.4 12.4 三相电路的功率三相电路的功率 基本概念基本概念重点，熟练掌握重点，熟练掌握重点，熟练掌握重点，熟练掌握掌握掌握.学习方法：学习方法：复杂交流电路的一种特殊形式。复杂交流电路的一种特殊形式。1.交流电路的分析方法交流电路的分析方法2.特殊性：对称电路的简化（抽单相计算）特殊性：对称电路的简化（抽单相计算）.一、对称三相电源的产生一、对称三相电源的产生12.1 12.1 三相电源三相电源三个感应电压的关系三个感应电压的关系角频率，最大值相等角频率，最大值相等相位互差相位互差120 对称三对称三相电源相电源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。NSI AZBXCY三相同步发电机示意图三相同步发电机示意图.1.瞬时值表达式瞬时值表达式B+YuBA+XuA2.波形图波形图 t 0uAuBuuCC+ZuC.3.相量表示相量表示1201201204.对称三相电源的特点对称三相电源的特点 t 0uAuBuuC.5.相序相序：各相电源经过同一值：各相电源经过同一值(如正最大值如正最大值)的先后顺序的先后顺序正序正序(顺序顺序)：ABCAABC 负序负序(逆序逆序)：ACBAABC.NABCABCBCA+X+YZA+X+BCYZ名词介绍：名词介绍：(1)端线端线(火线火线)(2)中线中线(7)三相三线制与三相四线制。三相三线制与三相四线制。(3)线电线电 流流(5)相电流相电流(4)线电压线电压(6)相电压相电压二、对称三相电源连接二、对称三相电源连接.(1)Y接接对称三相电源对称三相电源线电压线电压与与相电压相电压,线电流线电流与与相电流相电流的关系的关系A+X+BCYZABCN线电流相电流线电流相电流30o30o30o.线电压对称线电压对称(大小相等，大小相等，相位互差相位互差120o)一般表示为：一般表示为：结论结论：对：对Y接法的对称三相电源接法的对称三相电源(2)相电压对称，则线电压也对称。相电压对称，则线电压也对称。(4)线电压相位领先对应相电压线电压相位领先对应相电压30o。(1)即线电流等于对应的相电流。即线电流等于对应的相电流。.30o30o30oA+BCABCNABCNACBN.(2)接接A+X+BCYZABC即线电压等于对应的相电压。即线电压等于对应的相电压。.+_+_+NZZZABCabc线电压线电压(即相电压）对称即相电压）对称相电流也对称相电流也对称.线电流：线电流：讨论（讨论（接）接）线电流和相电流的关系线电流和相电流的关系令令abcZZZ30o30o30o线电流也对称线电流也对称.结论结论：对：对 接法接法(2)相电流对称，则线电流也对称。相电流对称，则线电流也对称。(4)线电流相位落后对应相电流线电流相位落后对应相电流30o。(1)线电压等于对应的相电压。线电压等于对应的相电压。参考方向参考方向.+_+NnZZZ-Z1ZNZ1Z1例例112.2 对称三相电路对称三相电路.+_+NnZZZ-Z1ZNZ1Z1.结论：结论：3.有无中线对电路没有影响。有无中线对电路没有影响。没有中线没有中线(YY接，三相三线制接，三相三线制)，可加中线，可加中线 中线有阻抗时可短路掉中线有阻抗时可短路掉4.对对称称情情况况下下，各各相相电电压压、电电流流都都是是对对称称的的。只只要要算算出出一一相相的的电电压压、电电流流，则则其其它它两两相相的的电电压压、电电流流可可按按对对称称关关系直接写出。系直接写出。1.UnN=0，电源中点与负载中点等电位。，电源中点与负载中点等电位。2.中线电流为零。中线电流为零。对称三相电路（对称三相电路（Y-Y)5.各相的计算具有独立性，该相电流只决定于这一相各相的计算具有独立性，该相电流只决定于这一相 的电压与阻抗，与其它两相无关。的电压与阻抗，与其它两相无关。6.可以画出单独一相的计算电路，对称三相电路的计可以画出单独一相的计算电路，对称三相电路的计 算可以归结为单独一相的计算。算可以归结为单独一相的计算。.+_+NnZZZ-例例2已知对称三相电源的已知对称三相电源的 线电压为线电压为380V，对称，对称负载负载Z100 30求线电流。求线电流。解解：连接中线连接中线Nn，取，取A相为例计算相为例计算-+NnZ由对称性，得由对称性，得.例例3ZZZABCabc+已知对称三相电源的已知对称三相电源的 线电压为线电压为380V，对称，对称负载负载Z100 30求线电流。求线电流。解一解一由对称性，得由对称性，得 取取A相求相电流相求相电流-+BbZAa.+ABCNZZZabcn解解：连接中线连接中线Nn，取，取A相为例计算相为例计算-+NnZ/3由对称性，得由对称性，得解二解二化为化为Y-Y.例例4.如如图图对对称称三三相相电电路路，电电源源线线电电压压为为380V，|Z1|=10，cos 1=0.6(滞后滞后)，Z2=j50，ZN=1+j2。求：线电流、相电流，并定性画出相量图求：线电流、相电流，并定性画出相量图(以以A相为例相为例)。+_+NACBZ1Z2ZNN解：解：+_Z1.+_Z1根据对称性，得根据对称性，得B、C相的线电流、相电流：相的线电流、相电流：.由此可以画出相量图：由此可以画出相量图：30o53.1o18.4o.例例5.+_Z1Z1Z1Z2Z2ZnZ4Z4Z4Z3Z3Z3ABCZ2.Z4/3nZ4/3Z4/3Z2/3Z2/3n+_Z1Z1Z1Z2ZnZ4Z3Z3Z3ABCN解解：首先进行：首先进行 Y变换，然后取变换，然后取A相计算电路：相计算电路：对称电路对称电路连接连接N,n,n”中线阻抗中线阻抗 Zn短路短路.+_Z1Z3Z2/3Z4/3+_Z1Z1Z1Z2ZnZ4Z3Z3Z3ABCN.(1)将所有三相电源、负载都化为等值将所有三相电源、负载都化为等值Y连接；连接；(2)连接各负载和电源中点，中线上若有阻抗则不计；连接各负载和电源中点，中线上若有阻抗则不计；(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)根根据据 接接、Y接接时时 线线量量、相相量量之之间间的的关关系系，求求出出原原电电路的电流电压。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.电源不对称电源不对称 程度小程度小(由系统保证由系统保证)。电路参数电路参数(负载负载)不对称不对称 情况很多。情况很多。讨论对象：电源对称，负载不对称讨论对象：电源对称，负载不对称(低压电力网低压电力网)。分析方法：分析方法：不对称不对称复杂交流电路分析方法。复杂交流电路分析方法。不能抽单相不能抽单相。12.3 12.3 不对称三相电路示例不对称三相电路示例 .1.有中线有中线+_+_+NNZaZbZc.负载各相电压：负载各相电压：2.无中线无中线相电压不对称相电压不对称线线(相相)电流也不对称电流也不对称+_+_+NNZaZbZcABC.负载中点与电源中点不重合，这个现象称为负载中点与电源中点不重合，这个现象称为中点位移中点位移。称为中点位移电压称为中点位移电压NNACB.例例1.照明电路照明电路:(1)正常情况下，三相四线制，中线阻抗约为零。正常情况下，三相四线制，中线阻抗约为零。ACBNNNACBN 380220.(2)假设中线断了假设中线断了(三相三线制三相三线制),A相电灯没有接入电路相电灯没有接入电路(三相不对称三相不对称)灯泡未在额定电压下工作，灯光昏暗。灯泡未在额定电压下工作，灯光昏暗。ACBNNNACB380N 190190.灯泡电压超过额定工作电压，烧坏了。灯泡电压超过额定工作电压，烧坏了。(3)A相短路相短路ACBNNNACBN 380380照明电路中线上不能装保险丝照明电路中线上不能装保险丝.例例2ZZZA1A2A3S如如图图电电路路中中，电电源源三三相相对对称称。当当开开关关S闭闭合合时时，电电流流表的读数均为表的读数均为5A。求求：开开关关S打打开开后后各各电电流流表表的读数。的读数。解：解：开开关关S打打开开后后，电电流流表表A2中中的的电电流流与与负负载载对对称称时时的的电电流流相相同同。而而A1、A3中中的的电电流流相相当当于于负负载载对对称称时时的的相相电流。电流。电流表电流表A2的读数的读数=5A电流表电流表A1、A3的读数的读数=.解：解：若若以以接接电电容容一一相相为为A相相，则则B相相电电压压比比C相相电电压压高高。B相相灯较亮，灯较亮，C相较暗相较暗(正序正序)。据此可测定三相电源的相序。据此可测定三相电源的相序。例例3 相序仪电路。已知相序仪电路。已知1/(C)=R 三相电源对称。三相电源对称。求：灯泡承受的电压。求：灯泡承受的电压。ACBNRCR.定性分析定性分析ACBNRCRACBNRR+-+-R/2CN ANACBDN.1.对称三相电路的平均功率对称三相电路的平均功率P12.4 12.4 三相电路的功率三相电路的功率 对称三相负载对称三相负载Z=|Z|Pp=UpIpcos 三相总功率三相总功率 P=3Pp=3UpIpcos 对对称称三三相相负负载载Z一相负载的功率一相负载的功率对称三相电路平均功率：对称三相电路平均功率：.注意：注意：(1)为相电压与相电流的相位差角为相电压与相电流的相位差角(阻抗角阻抗角)，不要误以为，不要误以为是线电压与线电流的相位差。是线电压与线电流的相位差。(2)cos 为每相的功率因数，在对称三相制中即三相功率因数：为每相的功率因数，在对称三相制中即三相功率因数：cos A=cos B=cos C=cos 。2.无功功率无功功率Q=QA+QB+QC=3Qp.3.视在功率视在功率一般来讲，一般来讲，P、Q、S 都是指三相总和。都是指三相总和。4.对称三相负载的对称三相负载的 瞬时功率瞬时功率功率因数也可定义为：功率因数也可定义为：cos =P/S (不对称时不对称时 无意义无意义).单相：瞬时功率脉动单相：瞬时功率脉动三相：瞬时功率恒定，三相：瞬时功率恒定，转矩转矩 m p可以得到均衡的机械力矩。可以得到均衡的机械力矩。tp03Up Ip cos p t0Up Ip cos.5.三相电路功率的测量三相电路功率的测量(1)三表法：三表法：若负载对称，则需一块表，读数乘以若负载对称，则需一块表，读数乘以 3。*三三相相负负载载WWWABCN*.(2)二表法：二表法：若若W1的读数为的读数为P1，W2的读数为的读数为P2，则，则 P=P1+P2 即为三相总功率。即为三相总功率。三三相相负负载载W1ABC*W2证明证明：(参见书本参见书本).1.只有在只有在 iA+iB+iC=0 这个条件下，才能用二表法。这个条件下，才能用二表法。不能用于不能用于不对称三相四线制不对称三相四线制。3.按按正正确确极极性性接接线线时时，二二表表中中可可能能有有一一个个表表的的读读数数为为负负，此此时时功功率率表表指指针针反反转转，将将其其电电流流线线圈圈极极性性反反接接后后，指指针针指向正数，但此时读数应记为负值。指向正数，但此时读数应记为负值。注意：注意：2.两两块块表表读读数数的的代代数数和和为为三三相相总总功功率率，每每块块表表的的单单独独读读数数无意义。无意义。4.两两表表法法测测三三相相功功率率的的接接线线方方式式有有三三种种，注注意意功功率率表表的的同同极性端。极性端。.求：求：(1)线电流和电源发出总功率；线电流和电源发出总功率；(2)用两表法测电动机负载的功率，画接线图，求两表读数。用两表法测电动机负载的功率，画接线图，求两表读数。解：解：例例:Ul =380V,Z1=30+j40,电动机电动机 PD=1700W,cos =0.8(滞后滞后)。(1)DABCZ1电动机电动机ZD一相电路：一相电路：.电动机负载：电动机负载：总电流：总电流：又解：又解：.DABCZ1电动机电动机(2)两表的接法如图。两表的接法如图。W1*W2.表表W1的读数的读数P1：P1=UACIA2cos 1=380 3.23cos(30+36.9 )=380 3.23cos(6.9 )=1219W表表W2的读数的读数P2：P2=UBCIB2cos 2 =380 3.23cos(90 +156.9)=380 3.23cos(66.9)=481.6WABC66.9 N6.9.分分析析：在在对对称称负负载载中中，每每相相负负载载的的阻阻抗抗角角为为多多少少时时，功功率率表的读数出现负值？表的读数出现负值？假设负载为假设负载为Y接感性，相电流接感性，相电流(即线即线电流电流)落后相电压落后相电压 UAN，UBN，UCN为相电压。为相电压。P=P1+P2=UACIAcos 1+UBCIBcos 2CBAN 1=30，2=+30 .P1=UACIAcos 1=UACIAcos(30)P2=UBCIBcos 2=UBCIBcos(+30)60o负数负数正数正数 60o负数负数正数正数感性感性容性容性零零 =60oP1P2P=P1+P2 =60o零零 =0电阻电阻.若负载为若负载为 接接(对称对称)：相电压即为线电压。：相电压即为线电压。P=P1+P2=UACIAcos 1+UBCIBcos 2 ACB 1=30 2=[phone].