三相电源、三相负载的连接方法.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,3,节,三相电源、三相负载 的连接方法,第,12,章 交直流电基础知识,图,1,三相交流发电机示意图,工作原理：动磁生电,(,尾端,),+,e,A,e,B,e,C,X,A,B,Y,C,Z,(,首端,),+,+,+,+,_,_,e,e,A,X,图,2,三相绕组示意图,图,3,每相电枢绕组及其电动势,定子,转子,Z,A,X,Y,N,S,C,-,+,B,三相交流电是由三相发电机产生的。三相发电机主要由定子和转子组成。如图,12.3.1.,三相交流电的产生,定子是固定不动的部分，在定子的槽中嵌入三组线圈，即,AX,、,BY,和,CZ,；首端分别为,A,、,B,、,C,，末端分别为,X,、,Y,、,Z,。每组称为一相，每相线圈的匝数、形状、参数都相同，在空间上彼此相差,120,；转子是一个可以旋转的磁极，由永久磁铁或电磁铁组成。在发电机工作时，转子在 外部动力带动下以角速度,旋转，三个定子绕组都会感应出随时间按正弦规律变化的电势，这三个电势的振幅和频率相同，且由于三组线圈在空间位置上相差,120,，故相位差互为,120,，因此称这组电源为正弦三相对称电压源，可将其表示为,定子,转子,发电机结构,铁心,（作为导磁路经）,三相绕组,匝数相同,空间排列互差,120,:,直流励磁的电磁铁,相量图,波形图,相量表示,U,2,U,1,.,.,120,120,120,U,3,.,三相电压瞬时表示式,u,O,u,1,u,2,u,3,2,120,240,360,对称三相电动势的瞬时值之和为,0,三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。,最大值相等,频率相同,相位互差,120,称为对称三相电动势,三个正弦交流电动势满足以下特征,供电系统三相交流电的相序为,L,1,L,2,L,3,星形接法,A,X,Y,C,B,Z,N,12.3.2.,三相电源的联结：,也就是发动机的定子三相线圈的连接方式,（中线）,（火线）,（火线）,（火线）,A,X,Y,C,B,Z,N,三相四线,制供电,火线（相线）,:,A,B,C,中线（零线）：,N,三角接法,A,A,X,Y,C,B,Z,B,C,相电压,U,p,：端线与中性线间（每相绕组）的电压。,线电压,U,L,：端线与端线间的电压。,相电流,p,：端线与中性线间（每相绕组）的电流。,线电流,L,：端线与端线间的电流。,12.3.2.,1,星形,Y,连接,将,A,、,B,、,C,三相电源的末端连在一起，组成一个公共点,N,，对外形成,A,、,B,、,C,、,N,四个端子，这种连接形式称为三相电源的星形连接或,Y,形连接，如图下所示。,从可知,星形连接时，线电流与相电流的关系为,:,即星形连接时线电流和对应的相电流相等。,p=,L,星形接法的两组电压,相电压：,火线对零线间的电压。,A,C,B,N,120,120,120,线电压：,火线间的电压。,C,A,B,N,注意规定的,正方向,线电压和相电压的关系：,30,同,理：,星形联结时,线电压与相电压的通用关系表达式：,-,为相电压,-,为线电压,在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为,12.3.2.,2,三角形连接,将三个电源的首尾依次相接组成一个三角形，再从三个端子分别引出端线，这种接法称为三相电源的三角形连接，简记为形连接，如所示。图中,AZ,、,BX,、,CY,分别连在一起，引出端线,A,、,B,、,C,，从而构成连接。,从上图知,:,线电流和相电流的关系为,假设该电路所接负载也是对称的，那么三个相电流,也应是大小相等、相位依次相差,120,的对称电流，如图下所示。,三角形连接线电流和相电流的相量关系：,线电流和相电流的关系为：,三角形连接时的电压相量图如图所示：,显然，线电压和相电压相等，即,U,L,=Up,总结：电源,Y-,连接,p=,L,电源星形,Y,连接,电源三角形,U,L,=Up,12.3.3,负载星形联结的三相电路,三相负载,不对称三相负载：,不满足,Z,1,=,Z,2,=,Z,3,如：由单相负载组成的三相负载,对称三相负载：,Z,1,=,Z,2,=,Z,3,如：,三相电动机,分类,单相负载：,只需一相电源供电,如：,照明负载、家用电器,负载,三相负载：,需三相电源同时供电,如：,三相电动机等,星形接法,A,C,B,N,Z,Z,Z,三角形接法,A,C,B,Z,Z,Z,负载的两种接法,:,负载的联接原则,负载的接入原则,应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与电源的联接方式无关。,尽可能使电源的各相负荷均匀、对称，从而使三相电源趋于平衡（星形连接中,I,N,=0,三角形连接中,I,相量为,0,）,负载的连接方式,单相连接,三相星形连接,三相三角形连接,三相负载的额定电压如不特别指明均指线电压,负载的额定电压,=,电源的线电压,应作,联结,负载的额定电压,=,电源线电压,应作,Y,联结,三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三,角形：,照明负载一般都联结成星形,(,具有中性线,),单相负载,单相负载主要包括照明负载、生活用电负载及一些单相设备。单相负载常采用三相中引出一相的供电方式。为保证各个单相负载电压稳定，各单相负载均以并联形式接入电路。在单相负荷较大时，如大型居民楼供电，可将所有单相负载平均分为三组，分别接入,A,、,B,、,C,三相电路，如图下所示，以保证三相负载尽可能平衡，提高安全供电质量及供电效率。,三相负载连接,(1),电源提供的电压,=,负载的额定电压；,(2),单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。,L,1,L,2,电源,L,3,保险丝,三相四线制,380/220,伏,N,额定相电压为,220,伏的单相负载,额定线电压为,380,伏的三相负载,A,C,B,N,Z,Z,Z,相电流,(,负载上的电流,),：,线电流,(,火线上的电流,),：,负载星形接法,A,C,B,N,Z,Z,Z,星形接法特点,相电流,=,线电流,*,:,零线电流,*,线电压,=,相电压,线电压领先于相电压,30,。,A,C,B,N,Z,Z,Z,1),负载端的线电压电源线电压,2),负载的相电压电源相电压,3),线电流相电流,Y,联结时：,4),中线电流,负载,Y,联结,负载对称时,中性线无电流,可省掉中性线。,对称负载,Y,联结,所以负载对称时，,三相电流也对称。,负载对称时，只需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出。,1.,联结形式,12.3.4,负载三角形联结的三相电路,线电流,:,流过端线的电流,相电流,:,流过每相负载的电流,、,L,1,+,+,+,L,2,L,3,i,1,i,2,i,3,Z,31,Z,12,Z,23,相量图,23,12,31,30,负载对称时,相电流对称,，即,2,3,(3),线电流,由相量图可求得,为此线电流也对称，即 。,线电流比相应的相电流,滞后,30,。,23,12,31,总结：,Y-,联结,U,P,=,U,l,Y,联结时：,联结时：,三相电源,三相三线制,三相四线制,A,C,B,N,A,C,B,A,C,B,三相电源一般都是对称的，而且多用三相四线制接法。,三相交流电路的小结,三相负载,星形负载,三角形负载,A,C,B,N,Z,Z,Z,A,C,B,Z,Z,Z,三相负载对称时：,三相功率计算,三相总功率,：,负载对称时：,和接法,无关,负载不对称而又没有中线时，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，有的达不到额定电压，,（,负载电阻越大，负载承受的电压越高），,都不能正常工作。因为,照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相三相制供电，而且必须保证零线可靠。,中线的作用在于，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，其上不允许接保险丝也不允许接刀闸。,关于零线,