电工电子技术基础电子教案电工电子技术三相交流电路公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

8月制作制作 曾令琴曾令琴主编主编 曾令琴曾令琴三相电源、负载连接方式及其电路分析三相电源、负载连接方式及其电路分析第第1章章第1页第1页 当代电力工程上几乎都采用三相四线制。三当代电力工程上几乎都采用三相四线制。三当代电力工程上几乎都采用三相四线制。三当代电力工程上几乎都采用三相四线制。三相交流供电系统在发电、输电和配电方面都含有诸相交流供电系统在发电、输电和配电方面都含有诸相交流供电系统在发电、输电和配电方面都含有诸相交流供电系统在发电、输电和配电方面都含有诸多长处，因此在生产和生活中得到了极其广泛应用。多长处，因此在生产和生活中得到了极其广泛应用。多长处，因此在生产和生活中得到了极其广泛应用。多长处，因此在生产和生活中得到了极其广泛应用。学习本章要求理解对称三相交流电概念；熟悉学习本章要求理解对称三相交流电概念；熟悉学习本章要求理解对称三相交流电概念；熟悉学习本章要求理解对称三相交流电概念；熟悉三相电路中相、线电压电流关系；掌握对称三相电三相电路中相、线电压电流关系；掌握对称三相电三相电路中相、线电压电流关系；掌握对称三相电三相电路中相、线电压电流关系；掌握对称三相电路分析和计算办法；重点理解中线作用；理解不对路分析和计算办法；重点理解中线作用；理解不对路分析和计算办法；重点理解中线作用；理解不对路分析和计算办法；重点理解中线作用；理解不对称三相电路简朴分析办法。称三相电路简朴分析办法。称三相电路简朴分析办法。称三相电路简朴分析办法。第第1章章第2页第2页3.1 3.1 三相电源连接方式三相电源连接方式三相电源连接方式三相电源连接方式3.2 3.2 三相负载连接方式三相负载连接方式三相负载连接方式三相负载连接方式3.3 3.3 三相电路功率三相电路功率三相电路功率三相电路功率第第1章章第3页第3页 3.1 3.1 三相电源连接方式三相电源连接方式三相电源连接方式三相电源连接方式1.对称三相交流电对称三相交流电 NSXBYCZA三绕组在三绕组在空间空间空间空间位置互差位置互差位置互差位置互差120120120120o o o o定子定子定子定子转子转子转子转子转子装有磁极并以转子装有磁极并以转子装有磁极并以转子装有磁极并以 速度旋。三个速度旋。三个速度旋。三个速度旋。三个线圈中便产生三个单相电动势。线圈中便产生三个单相电动势。线圈中便产生三个单相电动势。线圈中便产生三个单相电动势。三相交流发电机示意图三相交流发电机示意图三相交流发电机示意图三相交流发电机示意图尾端：尾端：X Y Z首端：首端：A B C 第第3页页第4页第4页对称三相交流电波形图对称三相交流电波形图u0TuAuBuCt大小相等，频率相同，相位互差大小相等，频率相同，相位互差120。对称三相交流电对称三相交流电对称三相交流电对称三相交流电特性特性特性特性120120120UBUAUC对称三相电压相量图对称三相电压相量图第第3页页第5页第5页三相电源三相电源三相电源三相电源Y Y接时可向负载提供两种电压接时可向负载提供两种电压接时可向负载提供两种电压接时可向负载提供两种电压2.三相电源星形（三相电源星形（Y）连接方式）连接方式（中线）或（零线）（中线）或（零线）（火线）或（相线）（火线）或（相线）（火线）（火线）（火线）（火线）三相四线制供电方式三相四线制供电方式ACBN相电压相电压相电压相电压U UP P线电压线电压线电压线电压U Ul lXYZuAuBuC第第3页页第6页第6页火线火线对对零线零线间电压。间电压。三个相电压是对称三个相电压是对称UP相量图相量图XYZuAuBuCACBN相电压相电压相电压相电压：120120120UBNUANUCN第第3页页第7页第7页火线火线对对火线火线间电压。间电压。三个线电压也是对称，且三个线电压也是对称，且三个线电压也是对称，且三个线电压也是对称，且超前与其相相应相电压超前与其相相应相电压超前与其相相应相电压超前与其相相应相电压3030 电电电电角。角。角。角。Ul相量图相量图XYZuAuBuCACBN线电压线电压线电压线电压：-UBNUABUCN-UBCUAN-UCA注意要求正方向注意要求正方向相、线电压关系式相、线电压关系式第第3页页第8页第8页线电压与相电压通用关系表示式：线电压与相电压通用关系表示式：在日常生活与工农业生产中，多数用户在日常生活与工农业生产中，多数用户电压等级为电压等级为:三相电源绕组还能够连接成三角形，但电三相电源绕组还能够连接成三角形，但电源绕组三角接时只能向负载提供一个电压：源绕组三角接时只能向负载提供一个电压：电源线电压电源线电压电源线电压电源线电压U Ul l=绕组感应电压绕组感应电压绕组感应电压绕组感应电压U UP P。第第3页页第9页第9页 数量上数量上数量上数量上线电压是相电压线电压是相电压1.7321.732倍；倍；倍；倍；在在相位上超前相位上超前相位上超前相位上超前线线电压超前与其相相应相电电压超前与其相相应相电压压30.30.验电笔正确握法以下图示：你能说出对称你能说出对称三相交流电特三相交流电特性吗？性吗？你会做吗？你会做吗？三相四线制供电体制三相四线制供电体制中，你能说出线、相中，你能说出线、相电压之间数量关系及电压之间数量关系及相位关系吗？相位关系吗？如何用验电笔或如何用验电笔或如何用验电笔或如何用验电笔或400V400V400V400V以上以上以上以上交流电压表测出三相四线制交流电压表测出三相四线制交流电压表测出三相四线制交流电压表测出三相四线制供电线路上火线和零线？供电线路上火线和零线？供电线路上火线和零线？供电线路上火线和零线？电笔头与被测导线接触电笔头与被测导线接触时，使氖管时，使氖管发光是火线发光是火线发光是火线发光是火线（或端线），不发光是（或端线），不发光是零线零线零线零线。电表可利用火线与零线电表可利用火线与零线之间数量关系判断出火之间数量关系判断出火线和零线。线和零线。三个三个最大值相等、角最大值相等、角最大值相等、角最大值相等、角频率相同、相位上互差频率相同、相位上互差频率相同、相位上互差频率相同、相位上互差120120正弦交流电。正弦交流电。第第3页页第10页第10页3.2 3.2 三相负载连接方式三相负载连接方式三相负载一端连在一起与零线三相负载一端连在一起与零线相接；另一端分别与火线相接相接；另一端分别与火线相接方式称为：方式称为：星形接法星形接法负载有两种接法负载有两种接法负载有两种接法负载有两种接法:ACB NZZZACBZZZ三相负载首尾相连成一个三相负载首尾相连成一个闭环，然后与三根火线相闭环，然后与三根火线相接方式称为：接方式称为：三角形接法三角形接法第第3页页第11页第11页1.1.负载负载负载负载Y Y形连接形连接形连接形连接:ACB NZZZuAuBuC线线线线电流电流iCiBiA相相相相电流电流Y接接负载端电压负载端电压负载端电压负载端电压等于等于电源相电压电源相电压电源相电压电源相电压；负载中通过电流称为负载中通过电流称为相电流相电流相电流相电流I IP P；iN中线中线中线中线电流电流 三相电源三相电源对称对称、三相、三相Y接负载也接负载也对称对称情况下，三相情况下，三相负载电流也是负载电流也是对称对称，此时，此时中线电流为零中线电流为零。火线上通过电流称为火线上通过电流称为线电流线电流线电流线电流I Il l；中线上通过电流称为中线上通过电流称为中线电流中线电流中线电流中线电流I IN N；各相负载中通过电流分别为：各相负载中通过电流分别为：中线电流：中线电流：显然显然第第3页页第12页第12页 电源线电压为电源线电压为380V，三相对称负载，三相对称负载Y接，接，Z=3+j4,求：求：各相各相负载负载中中电电流及中流及中线电线电流。流。设设例例：解解：依据依据对称关系对称关系对称关系对称关系可得：可得：由此例可得，对称由此例可得，对称三相电路计算可归结为三相电路计算可归结为一相电路计算，其它两一相电路计算，其它两相依据对称关系可直接相依据对称关系可直接写出。写出。第第3页页第13页第13页负载对称时负载对称时问题及讨论问题及讨论Y形连接三相完全对称时，零线能够取消。形连接三相完全对称时，零线能够取消。称为三相三线制。称为三相三线制。中线是否能够中线是否能够中线是否能够中线是否能够去掉？去掉？去掉？去掉？答：答：AZZZCB第第3页页第14页第14页应用实例应用实例-照明电路照明电路正确接法正确接法正确接法正确接法:每组灯互每组灯互相并联相并联,然后分别接然后分别接至各相电压上。设至各相电压上。设电源电压为：电源电压为：当有中线时，每组灯数量能够相等也能够不等，但当有中线时，每组灯数量能够相等也能够不等，但每盏灯上都可每盏灯上都可得到额定工作电压得到额定工作电压得到额定工作电压得到额定工作电压220V220V。A.一组一组二组二组三组三组CBN若三相不对若三相不对称，能否去称，能否去掉中线？掉中线？第第3页页第15页第15页 假如三相照明电路假如三相照明电路中中线线因故断开，当因故断开，当发发生一相灯生一相灯负载负载所有断开所有断开时时或一相或一相发发生短路，生短路，电电路会出路会出现现什么情况？什么情况？分析分析假如假如中线断开中线断开中线断开中线断开，设又发生，设又发生A A相相相相短路短路短路短路，此时，此时B、C相都会与短相都会与短接线构成通路，两相端电压接线构成通路，两相端电压均为线电压均为线电压380V，因此，因此B、C相由于相由于超出额定值而烧损超出额定值而烧损超出额定值而烧损超出额定值而烧损。由此可得，由此可得，中线作中线作中线作中线作用用用用是使是使Y Y接不对称三相接不对称三相接不对称三相接不对称三相负载端电压保持对称。负载端电压保持对称。负载端电压保持对称。负载端电压保持对称。三相四线制三相四线制三相四线制三相四线制Y Y接电路中，接电路中，接电路中，接电路中，中线不允许断开！中线不允许断开！中线不允许断开！中线不允许断开！假如假如中线断开中线断开中线断开中线断开，设，设A相灯负载相灯负载又又所有断开所有断开所有断开所有断开，此时，此时B、C两相构成两相构成串联，其端电压为电源线电压串联，其端电压为电源线电压380V。若若B、C相相对称对称，各相端电压，各相端电压为为190V，均低于额定值，均低于额定值220V而而不不不不能正常工作能正常工作能正常工作能正常工作；若；若B、C相相不对称不对称，则负载多（电阻小）一相则负载多（电阻小）一相分压少分压少分压少分压少而不能正常发光而不能正常发光而不能正常发光而不能正常发光，负载少（电阻，负载少（电阻大）一相大）一相分压多则易烧损分压多则易烧损分压多则易烧损分压多则易烧损。*第第3页页第16页第16页关于零线结论关于零线结论 负载不对称而又没有中线时，负载上也许得到负载不对称而又没有中线时，负载上也许得到大小不等电压，有超出用电设备额定电压，有达大小不等电压，有超出用电设备额定电压，有达不到额定电压，都不能正常工作。比如，不到额定电压，都不能正常工作。比如，照明电照明电照明电照明电路中各相负载不能确保完全对称，因此绝对不能路中各相负载不能确保完全对称，因此绝对不能路中各相负载不能确保完全对称，因此绝对不能路中各相负载不能确保完全对称，因此绝对不能采用三相三相制供电，并且必须确保零线可靠。采用三相三相制供电，并且必须确保零线可靠。采用三相三相制供电，并且必须确保零线可靠。采用三相三相制供电，并且必须确保零线可靠。中线作用在于，使星形连接不对称负载得到相等相中线作用在于，使星形连接不对称负载得到相等相电压。为了确保零线在运营中不断开，其上电压。为了确保零线在运营中不断开，其上不允许接保险不允许接保险不允许接保险不允许接保险丝也不允许接刀闸丝也不允许接刀闸丝也不允许接刀闸丝也不允许接刀闸。第第3页页第17页第17页1.1.负载负载负载负载形连接形连接形连接形连接:uABuBCuCA接接负载端电压负载端电压负载端电压负载端电压等于等于电源电源电源电源线电压线电压线电压线电压；负载中通过电流称为负载中通过电流称为相电流相电流相电流相电流I IP P；火线上通过电流称为火线上通过电流称为线电流线电流线电流线电流I Il l；各相负载中通过电流分别为：各相负载中通过电流分别为：各线电流与相电流关系为：各线电流与相电流关系为：ACBZZZ线线线线电流电流iCiBiA相相相相电流电流iABiBCiCA第第3页页第18页第18页电流相量图电流相量图-IBCIAICA-IBIAB-IC 三相电源三相电源对称对称对称对称、三相、三相Y接负载也接负载也对称对称对称对称情况下，三相负情况下，三相负载中载中相电流相电流iAB、iBC、iCA也是也是对称对称对称对称，火线上通过三个，火线上通过三个线电线电流流iA、iB、iC也也对称对称对称对称。由相量图还可看出，在三相对称情况下，由相量图还可看出，在三相对称情况下，线电流是相线电流是相线电流是相线电流是相电流电流电流电流1.7321.732倍，相位滞后与其相相应相电流倍，相位滞后与其相相应相电流倍，相位滞后与其相相应相电流倍，相位滞后与其相相应相电流3030。由相量图可看出：由相量图可看出：由相量图可看出：由相量图可看出：线、相电流关系式为：线、相电流关系式为：第第3页页第19页第19页负载负载对称对称对称对称时：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 三相电路功率三相电路功率三相电路功率三相电路功率和接法有和接法有无关系？无关系？第第3页页第20页第20页有功功率：有功功率：无功功率：无功功率：视在功率：视在功率：在三相负载对称条件下，三相电路功率：在三相负载对称条件下，三相电路功率：如何用两如何用两如何用两如何用两个瓦特表个瓦特表个瓦特表个瓦特表测三相电测三相电测三相电测三相电路功率？路功率？路功率？路功率？UVWM3W1W2测量办法如图示测量办法如图示 在两瓦计法测量中，单独一在两瓦计法测量中，单独一在两瓦计法测量中，单独一在两瓦计法测量中，单独一个功率表读数无意义！个功率表读数无意义！个功率表读数无意义！个功率表读数无意义！第第3页页第21页第21页1.接零保护要求用于接零保护要求用于380V/220V三相中性点接地供电系统中。三相中性点接地供电系统中。在三相四线制中点接地系统中，低压电气设备按在三相四线制中点接地系统中，低压电气设备按Y连接时，从连接时，从负载中点引出导线，连接一些测量、保护作信号电路；或者让电源负载中点引出导线，连接一些测量、保护作信号电路；或者让电源中点（零线）与设备外壳连接，这种保护称为中点（零线）与设备外壳连接，这种保护称为接零保护接零保护接零保护接零保护。安全用电安全用电安全用电安全用电 将电气设备金属外壳及构架，与接地装置良好连接保护称为将电气设备金属外壳及构架，与接地装置良好连接保护称为接接接接地保护地保护地保护地保护。当电气设备绝缘损坏使设备金属外壳带电时，由于人体是。当电气设备绝缘损坏使设备金属外壳带电时，由于人体是与接地装置并联，且人体电阻（最小与接地装置并联，且人体电阻（最小800）远不小于接地电阻远不小于接地电阻（4），因此人接触到），因此人接触到带电带电外壳并不会触外壳并不会触电电。2.接地保护要求用于中性点不接地三相供电系统中。接地保护要求用于中性点不接地三相供电系统中。一些家用电器经常没有接零保护，室内单相电源插座一些家用电器经常没有接零保护，室内单相电源插座一些家用电器经常没有接零保护，室内单相电源插座一些家用电器经常没有接零保护，室内单相电源插座也往往没有保护零线插孔。这时在室内电源进线上，用漏也往往没有保护零线插孔。这时在室内电源进线上，用漏也往往没有保护零线插孔。这时在室内电源进线上，用漏也往往没有保护零线插孔。这时在室内电源进线上，用漏电保护自动开关，能够起到安全保护作用。电保护自动开关，能够起到安全保护作用。电保护自动开关，能够起到安全保护作用。电保护自动开关，能够起到安全保护作用。第第3页页第22页第22页