电路分析第8章.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,*,8.1,三相电源,8.2,三相负载的星形连接,8.3,三相负载的三角形连接,8.4,三相电路的功率,8.5,应用,二表法测量三相功率,第,8,章,三相电路,8.1.1,三相电源的定义,N,S,I,w,A,Z,B,X,C,Y,由,三个频率相同，振幅相同，相位彼此相差,120,的电压源构成的整体称为对称三相电源。三相电源是由三相发电机直接产生的。,三相发电机,8.1,三相电源,1.,瞬时值表达式,A,+,X,u,A,B,+,Y,u,B,C,+,Z,u,C,2.,波形图,t,O,u,A,u,B,u,u,C,3.,相量表示,120,120,120,4.,对称三相电源的特点,（零线）,（火线）,（,火线）,（,火线）,三相四线,制供电,火线（相线）,:,A,B,C,中线（零线）：,N,星形接法,8.1.2,三相电源的连接方式,A,X,Y,C,B,Z,N,1,、相电压,：火线对中线间的电压。,120,120,120,o,=,0,A,A,U,U,o,-,=,120,B,B,U,U,o,120,=,C,C,U,U,C,U,B,U,A,U,A,X,Y,C,B,Z,N,2,、线电压,：两火线间的电压。,注意规定的,正方向,C,B,BC,U,U,U,-,=,B,A,AB,U,U,U,-,=,A,C,CA,U,U,U,A,X,Y,C,B,Z,N,C,U,AB,U,B,U,A,U,BC,U,CA,U,B,U,-,A,U,-,C,U,-,30,30,30,B,A,AB,U,U,U,-,=,=,30,3,A,U,C,B,BC,U,U,U,-,=,=,-90,3,B,U,A,C,CA,U,U,U,-,=,=,150,3,C,U,3.,相、线电压,间的关系,AB,U,=,30,3,A,U,BC,U,=,30,3,B,U,CA,U,=,30,3,C,U,U,P,：,相电压,在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为,=,3,p,l,U,U,线电压超前于相应的相电压,30,o,U,l,：,线电压,结论,（,UA,、,U,B,、,U,C,）,（,U,AB,、,U,BC,、,U,CA,）,三相电源的形连接,特点,(,为什么,)?,A,+,X,+,+,B,C,Y,Z,A,B,C,三相对称负载：,接在三相电源上的每一相负载的阻抗值与阻抗角都相等。,连接形式：,星形连接（,Y,接）,三角形连接（,接）,相电流（,I,P,）：,流过每一相负载的电流,线电流（,I,L,）：,流过每一根火线的电流,8.2 三相负载的星形连接,三相四线,B,i,相电流,I,P,(,负载上的电流,),Z,C,Z,B,线电流,I,L,(,火线上的电流,),：,负载星形连接的三相电路,A,i,C,A,B,N,X,Y,Z,A,u,B,uC,u,BN,i,CN,i,AN,i,C,i,AN,I,、,BN,I,、,CN,I,A,I,、,B,I,、,C,I,1.,连接,三相四线制,Z,A,Z,N,N,i,中线电流,I,N,：,三相负载对称，设每相负载的阻抗为,中线阻抗为,Z,N,由节点分析法可知,由于,故,Z,A,Z,C,Z,B,C,A,B,N,X,Y,Z,BN,i,CN,i,AN,i,当三相负载对称时,线电压,=,相电压,线电压领先于相电压,30,。,B,U,AB,U,C,U,CA,U,BC,U,A,U,2.,特点,=,p,U,L,U,3,线电流,=,相电流,=,L,p,I,I,A,C,B,N,Z,Z,Z,CA,U,C,U,B,U,BC,U,A,U,AB,U,B,i,A,i,C,i,中线电流,N,I,i,N,一般线电压 为已知，然后根据相电压和负载求电流。,u,L,i,p,i,L,u,L,=,A,I,A,U,Z,A,=,B,I,B,U,Z,B,=,C,I,C,U,Z,C,CN,BN,AN,N,I,I,I,I,+,+,=,3.,计算,B,B,i,Z,A,Z,C,Z,B,A,i,C,i,C,A,N,N,i,A,u,B,u,C,u,（,1,）若为对称负载：,即,：,Z,A,=,Z,B,=,Z,C,=,Z,因为,：,A,U,、,B,U,、,C,U,对称,A,I,、,B,I,、,C,I,所以,：,对称,计算时，只需计算一相，推出另外两相即可。,且,B,I,C,I,A,I,A,U,B,U,C,U,=,+,+,=,（,中线电流为,0,）,0,C,B,A,N,I,I,I,I,各相、线电流大小相等，相互之间的相位差为,120,0,（,2,）负载不对称时，各相单独计算。,在三相电路问题中，如不加说明，,电压都是指线电压,，且为有效值。线电压为,380V,，则相电压应为,220V,。设,A,相电压初相为,0,，则,V,设想电源中点,N,与负载中点,N,用理想导线相连接，则,其他两相电流为：,各相电流有效值为,22A,。,例,正相序对称三相三线制的电压为,380V,，,Y,形对称负载,每相阻抗，求各相电流。,解,例,图中，电源电压对称，每相电压,U,P,=220V,，三相负载为,电灯组，在额定电压下其阻抗分别为,Z,A,=7,、,Z,B,=8,、,Z,C,=30,，中线阻抗可忽略不计，试求负载相电压，负载,电流及中线电流。电灯的额定电压为,220V,。,解,在负载不对称而有中性线,(,中线阻抗可忽略不计,),的情况下，,负载的相电压和电源的相电压相等，也是对称的，其有效,值为,220V,。,中线电流,，是不能推知的，是在分离该相后再计算得到的。,三相三线,),(,Z,Z,Z,Z,C,B,A,=,=,=,负载对称时,零线是否可以取消？,三相完全对称时，零线可以取消,!,A,C,B,Z,Z,Z,0,=,+,+,=,C,BA,N,I,I,I,I,三相三线制,1,）负载对称时，三相三线制各电压对称,2,）若负载,不对称,时，,不能采用三相三线制！,因此,时各相负载上的电压将会出现不对称现象，负,载不能正常工作。,3,）因负载,不对称,时，,不能采用三相三,线制！,所以，中线上不能安装开关,和保险丝。,三相三线制供电时各相电流的计算方法同上。,线电压,=,相电压,p,l,U,U,=,1.,接法,相电流,I,P,(,负载上的电流,),：,线电流,I,L,(,火线上的电流,),：,AB,I,、,BC,I,、,CA,I,A,I,、,B,I,、,C,I,A,C,B,Z,AB,Z,BC,Z,CA,8.3 三相负载的三角形连接,A,C,B,Z,AB,Z,BC,Z,CA,相电流,线电流,CA,AB,A,I,I,I,-,=,AB,BC,B,I,I,I,-,=,BC,CA,C,I,I,I,=,-,AB,AB,Z,U,=,AB,I,BC,BC,Z,U,=,BC,I,CA,CA,Z,U,=,CA,I,2.,计算,（,2,）负载对称时（,Z,AB,=,Z,BC,=,Z,CA,=,Z,），,各相电流有,效值相等，相位互差,120,。,有效值为：,U,Z,I,I,I,I,L,P,CA,BC,AB,=,=,=,=,A,C,B,Z,AB,Z,BC,Z,CA,（,1,）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。,同理：,设：负载为阻性的，阻抗角为,0,。,负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系,CA,AB,A,I,I,I,-,=,=,0,L,AB,U,U,=,-,30,3,AB,A,I,I,30,30,30,=,-,30,3,BC,B,I,I,=,-,30,3,CA,C,I,I,AB,U,BC,U,CA,U,CA,-I,CA,I,AB,I,BC,I,B,I,C,I,A,I,三角形接法的对称负载,A,C,B,-,=,30,3,p,L,I,I,p,L,U,U,=,结论,例,在图三相对称电路中，电源线电压为,380V,，对称负载,的每相阻抗。试求电路的各相电流和线电流。,解,因为是对称负载，所以相、线电流,均对称，计算一相可推出其余各相、,线电流。,根据相序，其他两相电流推知为,线电流,其他两线电流推知为,1.,对称三相电路的平均功率,P,8.4,三相电路的功率,对称三相负载,Z,P,p,=,U,p,I,p,cos,三相总功率,P,=3,P,p,=3,U,p,I,p,cos,注意：,(1),为相电压与相电流的相位差角,(,相阻抗角,),，不要误以为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：,cos,A,=,cos,B,=,cos,C,=,cos,。,2.,无功功率,Q=Q,A,+Q,B,+Q,C,=3,Q,p,(3),电源发出的功率。,3.,视在功率,一般来讲P,、,Q,、,S,都是指三相总和。,功率因数也可定义为：,cos,=,P,/,S,(,不对称时,无意义,),8.5,应用,二表法测量三相功率,这种量测线路的接法是将两个功率表的电流线圈接到任意两相中，而将其电压线圈的公共点接到另一相没有功率表的线上。,若,W,1,的读数为,P,1,，,W,2,的读数为,P,2,，,则,P,=,P,1,+,P,2,即为三相总功率。,三,相,负,载,W,1,A,B,C,*,*,*,*,W,2,证明,：,(,设负载为,Y,接,),上面两块表的接法正好满足了这个式子的要求，所以,两个功率表的读数的代数和就是三相总功率。,最后表达式仅与线电压有关，所以也适用,接。p=,u,AN,i,A,+,u,BN,i,B,+,u,CN,i,C,i,A,+,i,B,+,i,C,=0 (KCL),i,C,=(,i,A,+,i,B,),p=,(,u,AN,u,CN,),i,A,+,(,u,BN,u,CN,),i,B,=,u,AC,i,A,+,u,BC,i,B,P,=,U,AC,I,A,cos,1,+,U,BC,I,B,cos,2,i,A,A,C,B,i,B,i,C,N,1,:,u,AC,与,i,A,的相位差，,2,:,u,BC,与,i,A,的相位差。,1.,只有在,i,A,+,i,B,+,i,C,=0,这个条件下，才能用二表法,(,即,Y,接，,接,),。,不能用于不对称三相四线制,。,3.,接正确极性接线时，二表中可能有一个表的读数为负，此时功率表指针反转，将其电流线圈极性反接后，指针指向正数，但此时读数应记为负值。,注意：,2.,两块表读数的代数和为三相总功率，每块表的单独读数无意义。,4.,两表法测三相功率的接线方式有三种，注意功率表的同名端。,对称三相负载吸收的功率是一相负载吸收功率的,3,倍。即,求得电流,I,A,为,又,令,(A,相电源,),，则图中功率表相关的电压、电流相量为,则功率表的读数如下：,例,若图,8.12,所示电路为对称三相电路，已知对称三相负载,吸收的功率为,2.5kW,，功率因数,=,cos,=0.866(,感性,),，,线电压为,380V,。求图中两个功率表的读数。,解,