第5章 三相电路及安全用电

A
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U′ A = 0 A相熔断丝熔断， 相熔断丝熔断， 相熔断丝熔断 U′B=UBA= 380V B、C相灯不受影响 、 ′相灯不受影响 U C=UCA= 380V
N
N RC
RB
B、 相灯由于承受电压 B 、C相灯由于承受电压 过高将烧坏
C
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前一页 后一页 2. A相断路 相断路 中线未断: 、 相灯仍承受 相灯仍承受220V电压正常工作。 电压正常工作。 中线未断 B、C相灯仍承受 电压正常工作 中线断开: 中线断开 变为单相电路 A I B R + IB =IC=UBC/（RB+RC) （ UA – N =380/（10+20） =12.7 N A （ ） R + R U′B=IRB=12.7×10=127 V × – UB C U′C=IRC=12.7×20=254 V B ×
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3. 对称负载Y0 联接三相电路的计算
& IA
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负载对称 如： 负载对称 + . 时，只需计 & & ZA UA IN 时，只需计 IA =10/300 A – 算一相电流， 算一相电流， N N' 算一相电流， 算一相电流， – – ZB 可知： 可知： 其它两相电 & & . 其它两相电 UB IB ZC + 流可根据对 IB =10/-900 A 流可根据对 & & IC UC .称性直接写 称性直接写 + =10/+1500 A 出。 IC 。 Q三相电压对称，且 A = ZB = ZC 出 三相电压对称， Z ∴负载对称时，三相电流也对称。 负载对称时，三相电流也对称。 & & & & 中线电流 I = I + I + I = 0
ZB
Il = IP
& UA & IA = Z联接 负载 Y A 负载端的线电压＝ 1）负载端的线电压＝电源线电压 & UB ， 带中线时， 带中线时 & IB = 负载的相电压＝ 2）负载的相电压＝电源相电压 可将各相分 ZB 线电流＝ 3）线电流＝相电流 & 别看作单相 UC & IC = & & & & 电路来计算。 电路来计算。 4）中线电流 I N = I A + IB + IC ZC
Z X –Y –
–
& UA
– –
–
+
A 端线 相线、火线) 端线(相线、火线 相线 中线(零线 地线) 零线、 N 中线 零线、地线 B 在低压系统,中 在低压系统 中 性点通常接地， 性点通常接地， 所以也称地线。 所以也称地线。
& UAB
–
& UB
+
& UCA
中性点
C 相电压：端线与中线间（发电机每相绕组）的电压。 相电压：端线与中线间（发电机每相绕组）的电压。
+ –
eA eB eC
X Y Z (尾端 尾端) 尾端
三相交流发电机示意图
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三相交流发电机结构 铁芯（作为导磁路经） 铁芯（作为导磁路经） 定子 匝数相同 三相绕组 空间排列互差1200 空间排列互差 转子： 转子：直流励磁的电磁铁 三相电动势瞬时表示式 eA=Emsinωt ω eB=Emsin(ωt -1200) ω eC=Emsin(ωt+1200) ω 相量表示: 相量表示 & = E∠00 E
N´负载中性点
相电流： 相电流：流过每相负载的电流 & & & 线电流： 线电流：流过端线的电流 I A、IB、IC
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2.负载 2.负载Y 0联接三相电路的计算
& IA
+ & UA – – – & UB + & UC +
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& IN & IB
& IC
ZC
N
ZA N'
Y0 联接时： 联接时： U l = 3U P
+ – + –
CA
A
& UAB U &
结论：电源Δ 结论：电源Δ形联接时
B C
& UBC
–
线电压U 相电压U 线电压UL = 相电压UP
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+
5.2负载星形联接的三相电路
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一、三相负载 分类： 分类： 三相负载： 三相负载：需三相电源同时供电 负载 三相电动机等 单相负载： 单相负载：只需一相电源供电 照明负载、 照明负载、家用电器 对称三相负载： 对称三相负载：ZA=ZB= ZC 三相负载的联接： 三相负载的联接： 如三相电动机 三相负载 三相负载也有 Y和 ∆ 两种接法，至于采用哪 和 两种接法， 种方法 ， 不对称三相负载： 不满足 ZA =ZB = ZC 要根据负载的额定电压和电源电压确 不对称三相负载： 如由单相负载组成的三相负载 原则是：负载必须承受额定电压。 定，原则是：负载必须承受额定电压。
& & = 380∠300V UA = 220∠00V 已知： 已知：UAB 解： o & & = UA = 220∠0 = 44∠0o A (1) 线电流：IA 线电流： RA 5 三相对称： 三相对称：
&c = 44∠+1200 A I & & & 中线电流: & 中线电流 IN = IA + IB + IC = 0
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第5章 三相电路及安全用电
5.1 三相电压 5.2 负载星形联接的三相电路 5.3 负载三角形联接的三相电路 5.4 三相功率 5.5 安全用电
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第5章 三相电路
本章要求： 本章要求： 1. 搞清对称三相负载 和△联接时相线电压、 搞清对称三相负载Y和 联接时相线电压、 相线电流关系。 相线电流关系。 2. 掌握三相四线制供电系统中单相及三相负 载的正确联接方法，理解中线的作用。 载的正确联接方法，理解中线的作用。 3. 掌握对称三相电路电压、电流及功率的计 掌握对称三相电路电压、 算。 4. 了解安全用电常识。 了解安全用电常识。
A
& EB = E∠ − 1200 & = E∠+ 1200 EC
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三相电动势瞬时表示式 eA=Emsinω t eB=Emsin(ω t -120°) ° eC=Emsin(ω t+120°) °
相量表示: 相量表示 . EA = E/0° /0° /0 . / 120° EB = E/-120° EC = E/+120° /+120° /+120 相量图： 相量图： . EC
同理可得： 同理可得： U U 线电压 l = 3相电压 P o & = 3U ∠30o = 3U ∠− 90o = U ∠− 90o & UBC B P l 30 且超前相应的相电压 & & UCA = 3UC∠30o = 3Up∠150o = Ul ∠150o 。 三相线电压也是对称的 三、三相电源的三角形联接
中线电流: 中线电流
& = I& + I& + I& = 44 ∠0 0+ 22 ∠−120 0+11 ∠+120 IN A B C 0 = 29∠ −19 A
0
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例2：照明系统故障分析 在上例中，试分析下列情况： 在上例中，试分析下列情况： 1. A相短路：中线未断，求各相负载电压； 相短路： 相短路 中线未断，求各相负载电压； 中线断开，求各相负载电压。 中线断开，求各相负载电压。 2. A相断路：中线未断，求各相负载电压； 相断路： 相断路 中线未断，求各相负载电压； 中线断开，求各相负载电压。 中线断开，求各相负载电压。 解：1. A相短路 相短路 A R 2)中线未断 中线断开 1)中线未断 中线未断:
& = 44∠−1200 A IB
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(2) 三相负载不对称（RA=5Ω 、RB=10 Ω 、RC=20 Ω） Ω 分别计算各线电流 各线电流： 分别计算各线电流：
& UA 220∠00 & IA = = = 44∠00 A RA 5
& UB 220∠ −1200 & = = 22∠ −1200 A IB = RB 10 & UC 220∠ +1200 & IC = = = 11 +1200 A ∠ RC 20
N A B C
负载对称 无中线时， 无中线时，
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负载对称时,中线无电流 可省掉中线 负载对称时 中线无电流,可省掉中线。 Ul = 3UP 中线无电流 可省掉中线。
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三相电路如图： 三相电路如图：已知 例1： 0 uAB = 380 2 sin(314t + 30 )V
. 若RA=RB= RC = 5Ω ，求线电流及中线电流 N。 Ω 求线电流及中线电流I 同上所求。 若：RA=5 Ω ，RB=10 Ω ， RC=20 Ω ，同上所求。
& UC + U & BC
+ –
– +
& & & UA、UB、UC、Up & & 、 线电压：端线与端线间的电压。 线电压：端线与端线间的电压。 & AB、UBC、UCA Ul U
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2. 线电压与相电压的关系
& & 相电压：端线与中线间的电压。 & 相电压：端线与中线间的电压。 UA、UB、UC & & U 线电压：端线与端线间的电压。 线电压：端线与端线间的电压。 & AB、UBC、UCA 相量图： 相量图： 根据KVL定律： 定律： 根据 定律 & & UA U = U − U & & & & + −UB AB UC AB A B + – + & & eA UAB & & & UA U = U −U