chapter5(三相电路)
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大学电工电子技术 三相电路
IC ICA - IBC 3.87
照明负载不
能采用三角 形接法。
37
5.4 三相电路的功率
三相功率的计算
三相总有功功率： P P + P + P
U BC Z
380 - 120 5053
7.6 - 173
ICA 7.6 - 53 + 120 7.667
IA 7.6 3 - 53 - 30 7.6 3 - 83 IB 7.6 3157
IC 7.6 337
36
（2）AB相短路
A
AB火线有短路电流，若AB
火线熔断，则均无电流
ZAB
ZCA
IA
IAB
I CA
IA 3 I AB - 30°
同理：
IB 3 I BC - 30°
IC 3 I CA - 30°
UCA
IC
ICA
30 IAB
UAB
30
IB
30
IBC -ICA IA
UBC
34
A
iA
uCA u AB
iAB
iCA
B
iB
C
uBC iC
iBC
结论 三角形接法的对称负载
U U
= Em sin( t + 120 °)
eA eB eC
6
3.相量图 4.相量式
EC EA
EB
EA EB EC
E 0° E - 120 ° E 120 °
7
4.三相电源的特征
(1) 对称。 大小相等，频率相同，相位互差120º
(2) 相序。A—B—C (3) 对称正弦量的瞬时值和与相量和为0。
（3）AB相断路
第5章 三相电路
第5章三相电路一、填空题：1. 对称三相负载作Y接，接在380V的三相四线制电源上。
此时负载端的相电压等于倍的线电压；相电流等于倍的线电流；中线电流等于。
2. 有一对称三相负载接成星形联接，每相阻抗模均为22Ω，功率因数为0.8，又测出负载中的电流为10A，那么三相电路的有功功率为；无功功率为；视在功率为。
假如负载为感性设备，则等效电阻是；等效电感量为。
3. 三相对称电压是指频率、幅值、相位互差的三相交流电压，三相对称电压的瞬时值之和等于。
4. 在三相对称负载三角形连接的电路中，线电压为220V，每相电阻均为110Ω，则相电流I P=___ ____，线电流I L=___ __。
线电流比相应的相电流。
5.对称三相电路Y形连接，若相电压为()οV，则线电压ω60=tu220-sinA=u V。
AB6.三相四线制供电方式，中线的作用是使星形连接的不对称负载的对称，中线上不许接、。
7.三相电路星形连接，各相电阻性负载不对称，测得I A =2A,I B =4A,I C=4A，则中线上的电流为。
8．在三相正序电源中，若B相电压u B初相角为-90º，则线电压u AB的初相角为；若线电压u AB初相角为45º，则相电压u A的初相角为。
9．当三相对称负载的额定电压等于三相电源的线电压时，则应将负载接成；当三相对称负载的额定电压等于三相电源的相电压时，则应将负载接成。
10．三相电源的线电压对应相电压30°，且线电压等于相电压的倍；三相对称负载作三角形连接时，线电流对应相电流30°，且线电流等于相电流的倍。
11．三相交流电路中，只要负载对称，无论作何联接，其有功功率为。
12. 三相电源线电压U l ＝380V ，对称负载阻抗为Z ＝40＋j30Ω，若接成Y 形，则线电流I l ＝______A ，负载吸收功率P ＝______W ；若接成Δ形，则线电流I l ＝______A ，负载吸收功率P ＝______W 。
第五章三相电路-PPT精品.ppt
发电机结构
定子 三相绕组
匝数相同 空间排列互差120
转子 : 直流励磁的电磁铁 三相电压瞬时表示式
e1 Emsint
e2E m sin ( t 1 2 0)
e 3E m sin ( t 1 2 0)
相量表示
U U 1 2 U U0 1 U 2 0U (1 2j
3) 2
U 3U12 0U (1 2j
u2
+
u3+Biblioteka N 电源中性点i1
Y: 三相三线制
Y0：三相四线制
iN
i1
Z1
N' Z2
结论：
i2
Z3
负载 Y联结
时，线电流
i3
等于相电流。
N´负载中性点
相电流：流过每相负载的电流
线电流：流过端线的电流
I1、I2、I3
退出
2. 三相负载的三角形联结
L1
i1
+–
u12
–
u 31
L2 +
i2
u 23
L3 –
退出
三相负载连接原则
(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。
L1 电源
保险丝
L2
L3
N
三相四线制 380/220伏
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
退出
5.1.3 三相电路的连接方式
1. 三相负载的星形联结
+
u1
N– ––
N–
iN
i1
Z1
N'
两相电流可根据对称 性直接写出。
电路分析第5章 三相电路
负载的两种接法：星形 联接和三角形 联接 联接和三角形(∆ 联接。 负载的两种接法：星形(Y)联接和三角形 ∆)联接。
A Z N B C 星形接法
返 回
A Z Z B C
•
Z
Z
•
Z
•
三角形接法
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第5章 三相电路 章
一、三相四线制星形接法
A N C B
+
uA
-
iA iN
|ZA|
uB +
N′
所以
根据对称关系， 根据对称关系，其它两相电流为
= 22 2 sin(ω t − 173°) A
= 22 2 sin(ω t + 67°) A
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第5章 三相电路 章
(2)负载不对称时，各相单独计算。 (2)负载不对称时，各相单独计算。 负载不对称时 相电压为Up=220V的对称电源；各相负载为电 的对称电源； 例4.2.2-4.2.4 相电压为 的对称电源 灯组，在额定220V电压下各相电阻分别为 A=5 , RB=10 , 电压下各相电阻分别为R 灯组，在额定 电压下各相电阻分别为 RC=20 。试求下列各种情况下的负载相电压、负载电流及 试求下列各种情况下的负载相电压、 中性线电流。(1) 如上所述，正常状态下； (2) A相短路时； 中性线电流。 ) 如上所述，正常状态下； ) 相短路时； 相短路时 相短路， 相断开时； (3) A相短路，中性线又断开时； (4) A相断开时； (5) A ) 相短路 中性线又断开时； ) 相断开时 ) 相断开，中性线又断开时。 相断开，中性线又断开时。 解： 1)正常状态 ( ) 虽然负载不对称，因中性 虽然负载不对称，因中性线 的存在， 的存在，负载相电压与电源 C 的相电压相等也是对称的， 的相电压相等也是对称的， 有效值亦为 220V。 。
A Z N B C 星形接法
返 回
A Z Z B C
•
Z
Z
•
Z
•
三角形接法
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第5章 三相电路 章
一、三相四线制星形接法
A N C B
+
uA
-
iA iN
|ZA|
uB +
N′
所以
根据对称关系， 根据对称关系，其它两相电流为
= 22 2 sin(ω t − 173°) A
= 22 2 sin(ω t + 67°) A
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第5章 三相电路 章
(2)负载不对称时，各相单独计算。 (2)负载不对称时，各相单独计算。 负载不对称时 相电压为Up=220V的对称电源；各相负载为电 的对称电源； 例4.2.2-4.2.4 相电压为 的对称电源 灯组，在额定220V电压下各相电阻分别为 A=5 , RB=10 , 电压下各相电阻分别为R 灯组，在额定 电压下各相电阻分别为 RC=20 。试求下列各种情况下的负载相电压、负载电流及 试求下列各种情况下的负载相电压、 中性线电流。(1) 如上所述，正常状态下； (2) A相短路时； 中性线电流。 ) 如上所述，正常状态下； ) 相短路时； 相短路时 相短路， 相断开时； (3) A相短路，中性线又断开时； (4) A相断开时； (5) A ) 相短路 中性线又断开时； ) 相断开时 ) 相断开，中性线又断开时。 相断开，中性线又断开时。 解： 1)正常状态 ( ) 虽然负载不对称，因中性 虽然负载不对称，因中性线 的存在， 的存在，负载相电压与电源 C 的相电压相等也是对称的， 的相电压相等也是对称的， 有效值亦为 220V。 。
第五章 三相电路
电工技术（电工学I）第五章三相电路three phasecircuit江苏大学电气信息工程学院School of electric and information，UJS内容5.1三相电源5.2负载星形连接的三相电路5.3负载三角形连接的三相电路5.4三相电路的功率5.5安全用电相电压与线电压在对称三相电路中的关系三相对称电源和对称负载的概念相电流与线电流在对称三相电路中的关系对称三相电路电压、电流和功率的计算方法重点5.1三相电源电能可以由谏璧发电厂三峡水力发电站秦山核电站深圳展览中心屋顶的太阳能发电站等转换而得。
而各种电站、发电厂，其能量的转换由三相发电机来完成。
水能（水力发电）、热能（火力发电）、核能（核能发电）、化学能（电池）、太阳能（太阳能电站）、新疆达坂城的风力发电机群风能1、三相电源SNCXBAYZ图5.1.1三相交流发电机示意图工作原理：动磁生电定子+_转子+e A e B e C++–––(末端)(首端) ABC X YZ 图5.1.2三相绕组示意图AX 每相电枢绕组_++_ee+⨯⨯⨯三相对称电动势的表达式ωte Ae Be CSN +•++•••+SN SN+•++••A•+ωXYCBZSNA 相B 相C 相三相对称电动势的相量表示法与前面瞬时值表示法和波形曲线表示法对应三相对称正弦交流电也可用相量表示法表示：通常把这三个“幅值相等、频率相同、相位互差120”的电动势称为三相对称电动势。
它们的特点为：E mBe Ae Ce ●三相对称电动势出现最大值的先后顺序称为三相电源的相序：A -B -C -A 称为正相序正相序●供电系统三相电源的相序为A -B -C -A2、三相电源的相序A -C -B -A 称为负相序3、三相电源的星形连接(1) 连接方式在低压系统,中性点通常接地，所以也称地线。
U p U LCA NB NAB C中性线(零线、地线) 中性点端线(相线、火线)相电压：相线与中性线间的电压C B A U U U 、、Au Bu Cu 线电压：相线与相线间的电压CA BC AB U U U 、、ABu CAu BCu(2)线电压与相电压的关系BA AB U U U -=C B BC U U U -=ACA U U U -=C 根据KVL 定律ANB CAu Bu Cu ABu BCu CAu 30°相量图AU CU BU ABU 30°30°CUB CA U由相量图可得303AAB U U =︒=303BBC U U ︒=303CCA U U 同理()AB A B A BU U U U U =-=+- BU AU CU ︒AB U 12L U PU BU- 3L PU U =线电压超前相电压30°UA·UB·UC·UCA·300U AB··-UBUBC·在日常生活与工农业生产中，常用的电压模式127V 220V 220V 380V 380V 660VP L P L P L U U U U U U ======、、、3. 三相电源的三角形连接p连接结论：电源Δ形时 线电压相电压 l U U AB CBCU CAu BC u ABu电力系统的负载，可以分成两类。
第5章 三相电路
5.3 负载三角形联结的三相电路（自学）
1. 连结形式
i1 L1 + –
结论1：U12=U23=U31=UL=UP
u u 12 31
结论2: 对称负载Δ 形联结时， –
i2
线电流IL 3IP(相电流),
L2 +
Z31
Z12
i i31 12 i23
Z23
且落后相应的相电流 30°。
u23 L3 –
UUU==UUU∠∠-°°
由相量图可得 φ ψU ψU
U12 3U1 30
同理：
U U U U
总结：
UU==UU∠∠-°°
U U
U U U
N R2
i
L2
u+–´2
u–+´3 L3
(b)
结论
(1) 不对称负载Y形连结又未接中性线时，负载相 电压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越 高。
(2) 中性线的作用：保证星形联结三相不对称负载 的相电压对称。
(3) 若照明负载三相不对称，必须采用三相四线制 供电方式，且中性线 (指干线) 内不允许接熔断器或刀 闸开关。
220V电压, 正常工作。
② 中性线断开
L2
变为单相电路，如图(b) L3
所示, 由图可求得
I U23 380 A 12 .7 A R2 R3 10 20
U2 IR 2 12 .710V 127 V
U3 IR 3 12 .7 20V 254 V
R1
R3
相电流：流过每相负载的电流 I1‘N’ 、I2N’ 、I3N’ IP 线电流：流过端线的电流 I1、I2、I3 IL
第5章 三相正弦交流电路图文
uW=uW1W2=Upmsin (ωt+120°)
三个电压的相量分别表示为
U U U0,UV U p 120,UW U p120
从相量图中不难看出, 这组对称三相正弦电压的
相量之和等于零, 即
U UUV UW U p0 U p 120 U p120
U p (1
1 2
j
31 j 22
3) 0 2
位比相应相电压相位超前30°。
在三相电路中, 三个线电压之间的关系是
UUV UVW U WU UU UV UV U WU WUU 0
或用瞬时值表示为
uUV+uVW+uWU=uU-uV+uV-uW+uW-uU=0 即三个线电压的相量和总等于零， 或三个线电压瞬时值 的代数和恒等于零。
第5章 三相正弦交流电路
第5章 三相正弦交流电路
从波形图中可看出, 任意时刻三个正弦电压的瞬时 值之和恒等于零, 即
uU+uV+uW＝０
能够提供这样一组对称三相正弦电压的就是对称 三相电源, 通常所说的三相电源都是指对称三相电源。
对称三相正弦量达到最大值（或零值）的顺序称 为相序, 上述U相超前于V相, V 相超前于W相的顺序称 为正相序, 简称为正序, 一般的三相电源都是正序对称 的。工程上以黄、 绿、红三种颜色分别作为U、 V、 W三相的标志。
第5章 三相正弦交流电路 图5.7 例 5.2 图
的电流为
IS
UU
UV UW 3Z sp
2UU 3Z sp
由图5.7(b)所示的相量图可以看出, 此时闭合回路内总 电压的大小为一相电压大小的2倍。而发电机绕组的阻抗 一般都很小, 将在绕组回路中引起很大的电流, 使发电机绕 组过热而损坏。
第5章 三相正弦交流电路
二、合理选择保护方式
（1） 中性点直接接地的公用供电系统和中 性点不接地的供电系统，电气设备应采用保 护接地。
（2） 用专用变压器供电且中性点直接接地 的系统，电气设备应采用接零保护。在城防 、人防等潮湿场所或安全条件特别恶劣的场 所，电气设备的金属外壳宜采用接零保护。
三、熟悉接地装置的形式
接地装置由接地体和接地线两部分组成。接地线 有接地干线和接地支线两种。接地装置按接地体的 多少进行分类，常见的有图5-19所示的几种组成形 式。
活动一 保护接地 活动二 保护接零 活动三 电工安全操作规程
活动一 保护接地
一、接地的种类及意义
二、保护接地
把电气设备的金属外壳及与外壳相连的金 属构架用接地装置与大地可靠地连接起来， 以保证人身安全的保护方式，叫保护接地， 简称接地。
保护接地的意义如图5-16所示。
活动二 保护接零
一、保护接零 把电气设备的金属外壳及与外壳相连的金属构架 与中性点接地的电力系统的零线连接起来，以保护 人身安全的保护方式，叫保护接零，简称接零，如 图5-17所示。
(2)下班前要断开电源总开关，防止电气设备起火造 成事故。
(3)修理后的电器应放在干燥、干净的工作场地，并 摆放整齐。
(4)做好检修电气设备后的故障记录，积累修理经验 。
活动一 三相负载的星形和三角形连 接
如图5-6所示，把三相负载的一端连接为一点N′， 另一端与三相电源的相线相联的连接方式，称为三 相负载的星形连接。
N′为负载的的中性点，｜ZU｜，｜ZV｜和｜ ZW｜是各相负载的阻抗值。忽略输电线路的电压 降，则各相负载的相电压UYP就等于电源的相电压 UP，各相负载的线电压UYL等于电源的线电压UL。 因此当三相电源对称时，三相负载的各相电压和线
电工学第5章 三相电路
Z ZZ
若各相负载不相等，将如何？
EW
EU
N
EV
IN
IU
IV
IW
R1
N'
I1 I3
R2 I2 R3
已知：每项电压 UP 220V ；负载为点灯组，在额定
电压下 其电阻分别为 R1 5, R2 10, R3 20
求：各负载相电压、负载电流及中性线电流。
灯的额定值为: 220V
解：在负载不对称而有中性线的情况下，负载相电压和 电源相电压相等，也是对称的 ，其有效值为220V。
1 3 Ul 150 U P 150
U CN
1 3
U
l
90
U
P
90
(2) 相电流
U
IU
N IN
R
I1
V
IV
I1
UU R
W
UP 30 R
IW
L
I2 C
I3
I2
UV jX L
UP 150 jX L
UP XL
240
I3
UW jXC
UP90 jXC
UP XC
180
(3) 中线电流 IN I1 I2 I3
IW
Up Z
120
结论：三相电源对称， 负载对称且Y形连接， 则三个线电流也是对称 的。中线电流为0
例：三相电源，Ul 380 V
三相对称负载，Y型接法，每相 Z 3 j4
求：每相负载中的电流及各线电流相量。
解：
Up
Ul 3
380 3
220 V
设 UU 220 0
Z 3 j4 553.1
低压配电系统中： UP=220V Ul=380V
电工学三相电路
W1
-V1 u2 + u3
u12 u31
+
N L2
u23 + -+
L3
U1 U31
U3 30
U12 U2 30 U1
30
U2
U23 U3
5·2 负载星形联结旳三相电路
三相电路中负载旳连接措施有两种 —— 星形联结和三角形联结。
L1 L2 L3 N
图所示是三相四线制电路，设其线电压为380V，则相电压就为 220V。对于单相不对称负载要接在相线与中性线之间，并尽量 均匀地分配在各相之中；对于对称旳三相负载，能够接在相线之 间，而不用加中性线。
I1
U1 Z1
,
I2
U2 Z2
,
I3
U3 Z3
中性线电流 IN I1 I2 I3
在对称负载 Z1=Z2=Z3 旳情况下， 因为电压对称，所以负载相电流也 是对称旳，这时中性线电流 I.N=0。
i1 L1
N
中性线中即然没有电流经过，中性 线也就不需要了，去掉中性线就是 L3
L2 i2
i3
三相三线制电路。
三相视在功率 S 3UPIP 3ULIL
5·4 三相功率
[例题] 有一三相电动机，每相旳等效电阻R=29，等效感抗 XL=21.8。绕组为星形联结, 接于线电压UL=380V旳三相电源上。 试求电动机旳相电流、线电流以及从电源输入旳功率。
[解]
UP
UL 3
380 3
220
V
Z (29 j21.8) 36 37
即
u1 u2 u3 0
U1U2 U3 0
三相交流电压出现 正幅值(或相应零值)旳顺序称为相序
即
电工学课件-三相电路
Ul 3UP
Il IP
I1
U 1 Z1
I2
U 2 Z2
I3
U 3 Z3
負載 Y 聯結帶中性線時, 可將各相分別看作單相電路計算
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(3)對稱負載Y 聯結三相電路的計算
i1
負載對稱時，
+
只需計算一相電
u1
N–
iN
i1
Z1
N'
流，其他兩相電 流可根據對稱性
––
u2
+
i2
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(2) L1相斷路
L1
1) 中性線未斷
L2 、 L3相燈仍承受
N
220V電壓, 正常工作。
2) 中性線斷開
L2
變為單相電路，如圖(b) L3
所示, 由圖可求得
I U23 380 12 .7 A R2 R3 10 20
U2 IR 2 12 .710 127 V
L2 L3
结论：电源Δ形联结时 线电压Ul 相电压Up
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5.2 負載星形聯結的三相電路
1. 三相負載
分類 三相負載：需三相電源同時供電
負載
三相電動機等
單相負載：只需一相電源供電
照明負載、家用電器
對稱三相負載：Z1=Z2= Z3
三相負載
如三相電動機
不對稱三相負載： 不滿足 Z1 =Z2 = Z3 如由單相負載組成的三相負載
Ip
1 3
Il
所以 P 3UPIP cosP 3Ul Il cosP
同理 Q 3UpIp sinp 3Ul Il sinp
S P 2 Q2 3UP IP 3Ul Il
电工基础第5章三相交流电路
幅值相等
三相交流电的幅值相等， 但相位不同，可以合成强 大的旋转磁场。
三相交流电的应用
工业供电
电机驱动
三相交流电广泛应用于工业供电系统 ，提供动力和照明等需求。
三相交流电机广泛应用于各种机械设 备中，如电动机、发电机和变压器等 。
电力传输
通过变压器和输电线将三相交流电传 输到各个用户，实现高效、经济的电 力供应。
视在功率的单位是伏安（VA），常用 单位还有千伏安（kVA）和兆伏安（
MVA）。
05
CATALOGUE
三相交流电路的电压和电流分析
电压分析
相电压
在三相交流电路中，每相电压的大小和方向随时间变化，通常用 相量表示。
线电压
相电压与中性线之间的电压差称为线电压，其大小和方向也随时间 变化。
电压相位差
三相电压之间存在相位差，相位差的大小和性质决定了电路的功率 因数和效率。
电工基础第5章三相 交流电路
目录
• 三相交流电的基本概念 • 三相电源的连接方式 • 三相负载的连接方式 • 三相功率的计算 • 三相交流电路的电压和电流分析
01
CATALOGUE
三相交流电的基本概念
三相交流电的产生
01
02
03
三相交流发电机
利用三个独立的绕组产生 三相交流电，通过磁场和 导线的相对运动产生电动 势。
有功功率的单位是瓦特（W），常用单位还有千瓦（kW）和兆瓦（MW）。
无功功率的计算
无功功率是指电路中无实际消耗的功率，用于维持电压和电流之间的相 位关系。
无功功率的计算公式为：$Q = frac{U_{ph} times I_{ph}}{1000}$，其中 $U_{ph}$为相电压有效值，$I_{ph}$为相电流有效值。
电子电工技术PPT课件第5章三相电路
无功功率
无功功率是指电感或电容元件在交流电路中交换的功率，计算公式为$Q = U_{avg}I_{avg}sinOmega$。
有功功率
有功功率是指实际消耗的功率，计算公式为$P = UIcosOmega$。
功率测量方法
直接测量法
通过测量电压和电流的有效值，再根据公式计算出功率。这种方 法简单易行，但精度较低。
源。
三相电源的电压和电流具有对称性，其波形为正弦波。
三相负载
三相负载是指使用三相电的设备或电 路，如三相电动机、三相变压器等。
三相负载的电压和电流也具有对称性， 其波形与三相电源的波形相同。
三相负载通常由三个相同的负载组成， 每个负载连接到三相电源的一相上。
三相功率
三相功率是指三相电路中消耗 的总功率，它等于三相电压和 电流的乘积之和。
需要对三相电路进行整体分析。
三角形连接的优点是可以在较小的导线 截面下传输较大的电流，且在三相负载 对称时，各相电流相等，可以充分利用
线路的容量。
功率因数
功率因数是指有功功率与视在功 率的比值，反映了电路中能量转
换的效率。
在三相电路中，功率因数的大小 取决于电路参数和负载的性质。 提高功率因数可以提高设备的利
电子电工技术ppt课件 第5章三相电路
目 录
• 三相电路的基本概念 • 三相电路的分析方法 • 三相电路的功率测量 • 三相电路的故障诊断与维护 • 三相电路的应用实例
01
三相电路的基本概念
三相电源
三相电源是由三个相同的交流电源组成，它们在相位、幅值和频率上均 相同，但相位互差120度。
三相电源通常由发电机产生，发电机内部有三组线圈，分别绕在三个不 同的槽内，每个线圈的端点都连接到相应的输电线上，从而形成三相电
无功功率是指电感或电容元件在交流电路中交换的功率，计算公式为$Q = U_{avg}I_{avg}sinOmega$。
有功功率
有功功率是指实际消耗的功率，计算公式为$P = UIcosOmega$。
功率测量方法
直接测量法
通过测量电压和电流的有效值，再根据公式计算出功率。这种方 法简单易行，但精度较低。
源。
三相电源的电压和电流具有对称性，其波形为正弦波。
三相负载
三相负载是指使用三相电的设备或电 路，如三相电动机、三相变压器等。
三相负载的电压和电流也具有对称性， 其波形与三相电源的波形相同。
三相负载通常由三个相同的负载组成， 每个负载连接到三相电源的一相上。
三相功率
三相功率是指三相电路中消耗 的总功率，它等于三相电压和 电流的乘积之和。
需要对三相电路进行整体分析。
三角形连接的优点是可以在较小的导线 截面下传输较大的电流，且在三相负载 对称时，各相电流相等，可以充分利用
线路的容量。
功率因数
功率因数是指有功功率与视在功 率的比值，反映了电路中能量转
换的效率。
在三相电路中，功率因数的大小 取决于电路参数和负载的性质。 提高功率因数可以提高设备的利
电子电工技术ppt课件 第5章三相电路
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• 三相电路的基本概念 • 三相电路的分析方法 • 三相电路的功率测量 • 三相电路的故障诊断与维护 • 三相电路的应用实例
01
三相电路的基本概念
三相电源
三相电源是由三个相同的交流电源组成，它们在相位、幅值和频率上均 相同，但相位互差120度。
三相电源通常由发电机产生，发电机内部有三组线圈，分别绕在三个不 同的槽内，每个线圈的端点都连接到相应的输电线上，从而形成三相电
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3. 有无中线对电路没有影响, 没有中线(Y–Y接，三相三
线制)，可加中线;中线有阻抗时可短路掉 4.将所有三相电源、负载都化为等值Y—Y接电路； 5. 对称情况下，各相电压、电流都是对称的。只要算出一相 的电压、电流，则其它两相的电压、电流可对称直接写出。 6. 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。 7. 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。
以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用，是目前电 力系统采用的主要供电方式。
5.1
三相电源
5.1.1 对称三相电源的产生
A Y º I º N S X Z
w
B
通常由三相同步发电机产生， 三相绕组在空间互差120°，当转子 以均匀角速度w转动时，在三相绕组 中产生感应电压，从而形成对称三相 电源。 三个感应电压的关系
A +
A
IA
A'
UA
–
IN
N B C
B
IB
N' B' C'
IN
Z Z
Z
IB
C
UC
UB
IC
IC
结论： 星型联接时，线电流等于相电流。
U AN 3U AN IA Z/3 Z
3 (U AB U AB 3 300 Z 3 ) 30 Z
例3Βιβλιοθήκη IA+ _
UA
N UC - + UB +
Z n Z
已知对称三相电源的 线电压为380V，对称
IB
Z
负载Z＝10030
求线电流。
IC
解： 连接中线Nn，取A相为例计算
U AN
+ N
IA
Z
设 U AB 380 30 o V 则 U AN 220 0o V
当 Z A Z B ZC , Z AB Z BC ZCA
称三相对称负载
IA
A'
I ab
ZA ZB
IA
A'
'
N'
B'
IN
UAN
'
I U A' N ' Z ab IB
B'
IB
ZC
AB
ZCA I ca
IC
C'
IC
C'
I bc
ZBC
负载的相电压：每相负载上的电压 U A' N ' , U B' N ' , U C ' N '
A、B、C 三端称为始端，
uB X、Y、Z 三端称为末端。 uC
X
2. 波形图
uA
0
wt
3. 相量表示
U A U0o UB U 120o UC U 240 U120o
UC
120°
120° 120°
UA
UB
U A UB
4. 对称三相电源的特点
30o
UB
B
UBN
I C U BC
o
UBC
C
U AB U AN UBN 3U 30
3 U AN 300
UBC UB N UCN 3U 90 3 U BN 300
o
U CA UCN UA N 3U150 3 U CN 30o
0
IA
A'
IB
B'
I ab Z
Z Z
I ca I bc
IC
C'
3 I ab 300
结论
△联接的对称电路：
IA
A'
Z/3 Z/3 Z/3
(1) 线电流大小等于相电流 3倍, 的 即I l 3 I p .
(2)线电流相位滞后对应相电流30o。
C' B'
IB
N’
IC
5.3
U AB U A U0 o
Y –
B C
+
UB
I C U BC
UBC UB U 120 o U CA UC U120 o
即线电压等于对应的相电压。 以上关于线电压和相电压的关系适用于对称星型负载和三 角型负载。
三. 相电流和线电流的关系
IA
(4) 线电压相位领先对应相电压300。所谓的“对应”：对应相 电压用线电压的第一个下标字母标出。
U AB U AN
UB C U BN
U CA U CN
二. 接
1. 关于接要强调一点：始端末端要依次相连。
正确接法
UA
UC
U A UB UC 0
I
_ UAN N _ _
' I A A I A' + ' IA B +
+ C Z1
解： 设 U AN 2200 o V Z2
U AB 380 30 o V
IA
' I A' ' IA Z1
+ _
N' Z N
UAN
Z2 3
cos1 0.6 , 1 53.1
负序(逆序)：A—C—B—A
5.1.2 对称三相电源的联接
（1）星形联接(Y接）：把三相电源的末端 X, Y, Z 接在一起，把始端 A,B,C引出来 A UA + – X +
UA
– Y X Z C UC
Y B
Z
– –
UB
+
UB
UC
（2）三角形联接( 接）：三相电源始末端顺序相接。 Z
UAUBUC 0 U nN 0
Z1
IA
+
UA
UC - + UB +
_
N
ZN Z1 Z1
Z n Z
IB
Z
IC
UA IA Z Z1
UB IB Z Z1
UC IC Z Z1
IA ， IB
, IC 对称
C B
I ca c
I ab
+
IB
I bc
Z
b
解二
化为Y - Y
解： 连接中线Nn，取A相为例计算
U AN
+ N
IA
Z/3 n
设 U AB 380 0oV 则 U AN 220 30 oV
U AN 3 220 30o IA 6.6 60o A Z/3 100 30o
+
+
A
C Y –
UC
X
UB
–
B
– +
UC
UA
– +
UA
UB
+
（3）名词介绍：
IA
A
A + – Y X Z
IA
Z
A
A
UA
UA B UCA
N
UC
C
UA
X B
IB
UA B UCA
B
IB I C U BC
C UC
UB
B C
Y –
B C
+
UB
I C U BC
IA
' I A' ' IA Z1
Z1 1053.1 6 j8Ω
+
UAN 1 50 _ Z2 ' Z2 j Ω 3 3 U AN 2200 o I A' 22 53.13o A 13.2 j17.6A Z1 1053.13o
由对称性，得
I B 6.6 180o 6.6 A
I C 6.660 o A
例5. 如 图 对 称 三 相 电 路 ， 电 源 线 电 压 为 380V ， |Z1|=10 ， cos1 =0.6(感性)， Z2= –j50， ZN=1+ j2。 求：线电流、相电流，并定性画出相量图(以A相为例)。
I =0 , 联接电源中不会产生环流。
错误接法
UB
UC
UA
I
U总 UB UC
U A UB UC 2 UC
I 0 , 接电源中将会产生环流。
IA
Z