第三章三相交流电路(1-4)(课堂PPT).ppt

第三章三相交流电路1NS AXe 在两磁极中间，放一个线圈。在两磁极中间，放一个线圈。根据根据右右手定则可知，手定则可知，线圈中产生感应电动势，线圈中产生感应电动势，其方向由其方向由AX。让线圈以让线圈以 的速度顺时的速度顺时针旋转。针旋转。合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，线圈两端便可得到布，线圈两端便可得到单相单相交流电动势。交流电动势。3-1 三相交流电源三相交流电源21.三相三相电动势的产生电动势的产生AXYCBZSN定子定子转子转子 定子中放三个相同线圈：定子中放三个相同线圈：A XB YC Z首端首端末端末端三线圈空间位置各差三线圈空间位置各差120o 转子装有磁极并以转子装有磁极并以 的速度旋转。三个的速度旋转。三个线圈中便产生三个线圈中便产生三个大小相等，频率相同，相位互大小相等，频率相同，相位互差差120的的电动势电动势。3三相电动势的特征：三相电动势的特征：大小相等，频率相同，相位互差大小相等，频率相同，相位互差1204三相电动势的相量关系：三相电动势的相量关系：Em t53.3.三相交流电源的联接三相交流电源的联接（1）星形（）星形（Y）接法）接法AXYCBZN6（中线）（中线）（火线）（火线）（火线）（火线）（火线）（火线）AXYCBZN三相四线三相四线制供电制供电火线（相线）火线（相线）:ABC中线（零线）：中线（零线）：N7（2）三相电源三相电源星形接法的两组电压星形接法的两组电压euCCBBAAeueu=相电压相电压：火线火线对对零线零线间的电压。间的电压。ACBN120 120 120 8线电压线电压：火线火线与与火线火线间的电压。间的电压。CABN注意规定的注意规定的正方向正方向9线电压线电压和和相电压相电压的关系的关系30 10 同同理：理：30 30 30 11线电压线电压与与相电压相电压的通用关系表达式：的通用关系表达式：-为相电压为相电压 -为线电压为线电压常用的电压（常用的电压（有效值有效值）等级为：）等级为：12（2）三角形（）三角形（）接法）接法AAXYCBZBC特点：特点：线电压线电压=相电压相电压13短路短路+E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？AXYZBC问题讨论问题讨论+-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？14AXYZBCEm三相交流电源中三个三相交流电源中三个电源可以串接的原因电源可以串接的原因在于：在于：三个电源的电压任三个电源的电压任何瞬间相加均为零。何瞬间相加均为零。1516星形接法星形接法ACB NZZZ三角形接法三角形接法ACBZZZ负载也有两种接法负载也有两种接法3-2 3-2 三相负载及三相电路的分析三相负载及三相电路的分析ACBNZZZ相电流相电流(负载负载上的电流上的电流)：线电流线电流(火线火线上的电流上的电流)：1.负载星形（负载星形（Y）连接分析）连接分析17 ACBNZZZ星形接法特点星形接法特点:相电流相电流=线电流线电流*:中线电流中线电流N18*线电压线电压=相电压相电压,线电压线电压领先于领先于相电压相电压30。ACBNZZZ30 30 30 19ACBNZAZBZC负载负载星形接法星形接法的计算方法的计算方法:解题思路：解题思路：一般一般线电压线电压 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电流。电流。N20（1）负载不对称负载不对称时，各相单独计算。如：时，各相单独计算。如：已知：已知：三相负载三相负载 R、L、C 以及以及 三相线电压：三相线电压：求：各求：各相电流相电流、各、各线电流线电流及及中线电流中线电流 CRA B NLC21解：解：1.A CR B NLC相相电电压压线线电电压压222.相电流：相电流：令：令：CR B NLCA233.中线电流中线电流4.各电流相量关系各电流相量关系-30-240 180 24（2）负载对称负载对称时，只需计算一相。时，只需计算一相。如：如：则：则：据此可直接得出另两相电流：据此可直接得出另两相电流：（中线电流为（中线电流为0）（3）负载对称，只要求电流、电压大小时，仅算一相负载对称，只要求电流、电压大小时，仅算一相 有效值即可。有效值即可。25负载对称时负载对称时问题及讨论问题及讨论零线是否可零线是否可以取消？以取消？答：三相负载完全对称时，答：三相负载完全对称时，零线可以取消零线可以取消。供电方式为供电方式为三相三线制。三相三线制。ACBZZZ26三相三线制三相三线制供电时各供电时各相电流相电流的计算的计算（负载不对称）：负载不对称）：ANNCB求：各相电流求：各相电流每盏灯的额定值为每盏灯的额定值为:220V、100WV已知已知：VVV27用结点电位法：用结点电位法：ANNCBRRRRNNABC28 每盏灯为每盏灯为220V、100WRRRRNNABC负载上电压不平衡！负载上电压不平衡！代入代入R值得：值得：29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互并联并联,然后分然后分别接至各相电别接至各相电压上。设电源压上。设电源电压为：电压为：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。30照明电路的一般画法照明电路的一般画法零线上不能加零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31讨论讨论照明电路照明电路能否采用三相三线制能否采用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不加零线不加零线会不会出会不会出现问题现问题?32 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，则每相负两相负载对称，则每相负载上的电压为载上的电压为190V。问题问题1：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：结果：二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。33 问题问题2：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：结果：二楼二楼灯泡上的灯泡上的电压超过额定电压电压超过额定电压，灯泡被烧毁；灯泡被烧毁；三楼的灯不亮三楼的灯不亮。ACBR2R3分析分析34关于零线的结论关于零线的结论 负载不对称而又没有中线时负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小，负载上可能得到大小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不到额定电压，都不能正常工作。比如，照明电路中不到额定电压，都不能正常工作。比如，照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相绝对不能采用三相三相制供电，三相制供电，而且而且必须保证零线可靠接通。必须保证零线可靠接通。中线的作用：中线的作用：使星形连接的不对称负载得到相等使星形连接的不对称负载得到相等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，的相电压。为了确保零线在运行中不断开，零线上零线上不不允许接保险丝也不允许接刀闸。允许接保险丝也不允许接刀闸。35ACB特点特点：线电压线电压=相电压相电压2.负载三角形（负载三角形（）连接分析）连接分析36各电流的计算各电流的计算ACBZ ZABABZ ZBCBCZ ZCACA相电流相电流线线电电流流37（2）负载对称时）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：ACBZABZBCZCA（1）负载不对称负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。时，先算出各相电流，然后计算线电流。38同理：同理：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，负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系三角形接法线、相电流的相位关系ABC30 30 30 39负载对称时负载对称时三角形接法的特点：三角形接法的特点：ACB 线电流比线电流比相相电流电流落后落后30300 040负载对称时：负载对称时：三相总有功功率：三相总有功功率：星形接法时：星形接法时：三角形接法时：三角形接法时：3-3 3-3 三相电路的功率三相电路的功率 为为相电压相电压与与相电流相电流之之间的相位差间的相位差411.三相电路功率的计算三相电路功率的计算有功功率：有功功率：无功功率：无功功率：视在功率：视在功率：在在三相负载对称三相负载对称的条件下：的条件下：42单相功率的测量单相功率的测量 -电动式瓦特计电动式瓦特计i1i2u在交流电路中在交流电路中其中，其中，为为 间的夹角。间的夹角。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，且近似同相同相负负载载IIU432.三相电路功率的测量三相电路功率的测量 负 载ACBN三相四线制三相四线制接法，用三个功率表测量接法，用三个功率表测量(三瓦计法三瓦计法)：44ACB三相三线制三相三线制接法，用二个功率表测功率接法，用二个功率表测功率(二瓦计法二瓦计法)：45两瓦计法两瓦计法测量功率的原理：测量功率的原理：注意：单个功率表的读数没有意义！注意：单个功率表的读数没有意义！结论：结论：46求求：功率表功率表W1、W2的读数的读数(二瓦计法二瓦计法)。例例电机电机ACB 已知已知：电机的功率为电机的功率为 2.5 kW,。（设电机为（设电机为星形接法，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。47电机电机ACB解：解：48电机电机ACB（1）求电流大小）求电流大小49ACBZBZAZCN设：设：（2）求电流、电压的相位关系）求电流、电压的相位关系(感性负载感性负载)则：则：50ACBZBZAZCN间的相位差间的相位差已知电机的已知电机的30-30 151同理，由相量图可得同理，由相量图可得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52Em 三相交流电动势三相交流电动势出现最大值的先后顺序出现最大值的先后顺序称称为三相电源的为三相电源的相序相序：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顺相序顺相序3-4三相电路的相序三相电路的相序53 将相序指示器接至三相将相序指示器接至三相电源上，便可测出相序：电源上，便可测出相序：假设假设电容电容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。C灯泡灯泡L1L2灯泡灯泡相序的判定相序的判定54三相三线制三相三线制（Y形联接）形联接）三相四线制三相四线制（Y形联接）形联接）ACBNACBACB三相电源三相电源一般都是一般都是对称的，对称的，称称三相对三相对称电源称电源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（形联接）形联接）55星形负载星形负载三角形负载三角形负载ACBNZZZACBZZZ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56负载负载 形接法形接法对称负载下：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三相电路的计算要特别注意相位相位问题。问题。负载负载Y Y形接法形接法电源对称时：电源对称时：三相交流电路的小结三相交流电路的小结(3)-(3)-三相电路计算三相电路计算57三相总功率三相总功率：负载对称时：负载对称时：和接法和接法无关无关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58电流对人体的作用电流对人体的作用 由于不慎触及带电体，产生，使人体受到由于不慎触及带电体，产生，使人体受到各种不同的伤害。根据触电事故伤害性质可分各种不同的伤害。根据触电事故伤害性质可分为为电击电击和和电伤电伤两种。两种。电击电击是指电流通过人体，使内部器官组织是指电流通过人体，使内部器官组织受到损伤。受到损伤。电伤电伤是指在电弧作用下或熔断丝馆断时，是指在电弧作用下或熔断丝馆断时，对人体外部的伤害。对人体外部的伤害。1人体电阻的大小：大约为人体电阻的大小：大约为 104105。2人体电阻的安全电压：人体电阻的安全电压：36 V、50mA。如果在。如果在潮湿的场所，安全电压还要规定得低一些，通常潮湿的场所，安全电压还要规定得低一些，通常是是 24 V和和12 V。59触电方式触电方式 1接触正常带电体接触正常带电体（1）电源中性点接地的单相触电。如）电源中性点接地的单相触电。如P399图图13.3.1所示。所示。（2）接触正常不带电的金属体。）接触正常不带电的金属体。（3）两相触电。）两相触电。1接触正常不带电金属体接触正常不带电金属体 为了防止这种触电事故，对电气设备常采用为了防止这种触电事故，对电气设备常采用保护接地保护接地和和保护接零保护接零（接中性线）的保护装置。（接中性线）的保护装置。60接地和接零接地和接零 1工作接地工作接地 电力系统由于运行和安全的需要，常电力系统由于运行和安全的需要，常将中将中性点接地性点接地，这种接地方式称为，这种接地方式称为工作接地工作接地。（1）降低触电电压。）降低触电电压。（2）迅速切断故障设备）迅速切断故障设备。（3）降低电气设备对地的绝缘水平。）降低电气设备对地的绝缘水平。61 2保护接地保护接地 保护接地就是保护接地就是将电气设备的金属外壳（正常将电气设备的金属外壳（正常情况下是不带电的）接地，情况下是不带电的）接地，适用于中性点不接地适用于中性点不接地的低压系统中。的低压系统中。62 3.保护接零保护接零 保护接零就是保护接零就是将电气设备的金属外壳接到将电气设备的金属外壳接到零线（或称中性线）上零线（或称中性线）上，宜用于中性点接地，宜用于中性点接地的低压系统中。的低压系统中。63 4保护接地与重复接地保护接地与重复接地 重复接地，就是重复接地，就是将零线相隔一定距离多处将零线相隔一定距离多处进行接地。进行接地。64 5、工作零线与、工作零线与保护零线保护零线 为确保设备外壳对地电压为零，为确保设备外壳对地电压为零，专设保护零线。专设保护零线。所有所有的接零设备的接零设备都要通过都要通过三孔插座三孔插座接到保护零线上。在正常工接到保护零线上。在正常工作时，工作零线中有电流，作时，工作零线中有电流，保护零线中不应有电流。保护零线中不应有电流。图图（a）是正确联接）是正确联接。图。图（b）、（）、（c）的联接是不）的联接是不正确的。正确的。65