第五章：三相电路
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 。
电路分析第5章 三相电路
A Z N B C 星形接法
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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。
chap-5
120
I3
UP XC
180
U 31
IN
I2
U 3
I3
U 2
I1
U 23
U12
U1
24
2. 负载对称时，只需计算一相。
若： Z1 Z2 Z3 Z
则：
I1
U1 Z
U 3 I2
由此可直接得出另两相电流：
I3
U1
I1
I2 I1 120 I3 I1120
U 2
IN I1 I2 I3 0 （中线电流为0）
43
Ul=380V Z1=22∠00Ω Z2=19∠- 600Ω
解：设：U A 2200V 则：U AB 38030V I2 U A Z1 100V
A1= 40.58A A2=10A A3=A4=34.64A V=220V
I4 3IAB 30 3 U AB 30 Z2 20 360A
I1
(2) 相电流
I1Biblioteka U1 RUP R30
I2
U 2 UP 150
j L
j L
L1 N LL32
IN
I2
I3
UP
L
R L
120
C
I3
U 3 j1
UP90 j 1
UP 1
180
C
C C
23
(3) 中线电流 IN I1 I2 I3
(4) 各电流相量关系
I1
UP R
30
I2
UP XL
N'
28
每盏灯为 220V、 100W
R U 2 484 P
N
U1
U 2
U 3
L1 L2
第5章 三相电路分析
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5章三相正弦交流电路(精)
第5章三相正Si交流电珞第5章三相正弦交流电路5.1三相电源5.2三相负载5・3对称三相电路的分析计算*5・4不对称三相电路的分析计算5・5三相电路的功率本章小结<^BRCK|第5章三相正Si交流电珞5.1三相电源5.1.1三和对称正弦交流电压三相正弦电压是111三相发电机产牛的。
图5. 1所示是三相交流发电机的原理图。
在发电机的转子上，固定冇三组完全相同的绕组，它们的空间位置相差120° O 其屮5、V］、W］为这三个绕组的始端；U2、V2、W2为三个绕组的末端。
其＞1^了是-对磁极，由于磁极面的特殊形状，使定子与转子间的空气隙中的磁场按正弦规律分布。
图5.1三相交流发电机的原理金第5*三和正》吏流电珞、当发电机的转子以角速度3按逆时针旋转时，在三个绕纽的两端分别产生I隔值和同、频率相同、相位依次相差120。
的正弦交流电压。
每个绕组电压的参考方向通常规定为山绕组的始端指向绕组的末端。
这一组正弦交流电压叫三相对称正弦交流电压。
它们的波形图和和量图分別如图5. 2和图5.3所示。
■<- /图5.2对称三和正弦量的波形图々［第5*三相正Si吏流电珞■<- /图5.3对称三相正眩量的相量图〈爲第5*三和正Si交流电珞若以gwui 4为参考正弦量，则三个正弦电床的解析式分别为«u = Uy I =t/p/nsincot“二“卍2=UpmSin(3-l20° ) Ww=«w]W2=C/pZnsin (<y/+120° ) 三个电床的相量分别表示为U U=U&XJ V =U/ -12(7必=SZ12ff 从相最图小不难看出，这组对称三相正弦电用的相量之和等于零，即Uy+Uy + Uw=UpZO° = Up乙-12a + UpZl 2(J枠=U —+ 7—) = 0.洱•.一P 2 2 2 丿 2，〈爲第5*三和正Si交流电珞从波形图屮可看出，任意时刻三个正弦电压的瞬时值之和恒等于寒，即n(j+Wy+n^ — 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。
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
电工技术第五章 三相电路习题解答
139第五章 三相电路[练习与思考]5-1-1 对称三相电源的三相绕组作星形联接时，设线电压uAB=380sin(ωt+30o)V ，试写出相电压uB 的三角函数式及相量式。
解：V t u B )120sin(220︒-=ωV U B ︒-∠=∙1202110 5-1-2 三角形联接的对称三相电源，空载运行时三相电源会不会在三相绕组所构成的闭合回路中产生电流？如果一相电源电压极性接反，则闭合回路中是否有电流通过？解：空载运行时，电源回路中无电流通过。
如果一相电源电压极性接反，则闭合回路中有电流通过。
5-2-1 为什么电灯开关一定要接在相线（火线）上？解：因为电灯是单相负载，当开关断开时，电灯灯头不带电，以便于安全维修和更换。
如果开关接在零线上，当其断开时，电灯灯头依然带电（接在火线上），作业时会造成触电事故。
5-2-2 三相四线制电路中，中线阻抗为零。
若星形负载不对称，则负载相电压是否对称？如果中线断开，负载电压是否对称？解：三相四线制电路中，若星形负载不对称，负载相电压仍然对称；如果中线断开，负载电压将不对称。
5-2-3 三相四线制电路中，电源线的中性线上规定不得加装保险丝，这是为什么？ 解：如果电源线的中性线上加装保险丝，一旦由于某种原因造成保险丝熔断，接成Y 型的各组单相负载上的各相相电压将不会对称，有的相电压可能会超过单相负载的额定电压，造成损坏；有的相电压可能会低于额定电压，使得负载不能正常工作。
因此源线的中性线上规定不得加装保险丝。
5-3-1 三相负载对称是指下述三种情况下的哪一种：⑴|Z AB |=|Z BC |=|Z CA |；⑵φAB =φBC =φCA ；⑶Z AB =Z BC =Z CA 。
、解：三相负载对称是指（3）,阻抗模相等，阻抗角相等。
5-3-2 已知对称三角形联接的三相电路中A 相负载线电流A 010∠=∙A I ，试写出其余各相线电流与相电流。
解:A I B ︒-∠=∙12010 A I C ︒+∠=∙12010140A I AB ︒∠=∙308.5 A I BC ︒-∠=∙908.5 A I CA ︒∠=∙1508.55-4-1 同一三相负载，采用三角形联接和星形联接接于线电压相同的三相电源上，试求这两种情况下负载的线电流、相电流及有功功率的比值。
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第五章三相电路
概述
现代电力工程几乎都采用三相四线制。
三相交流供电系统在发电、输电和配电方面较单相供电具有很多不可比拟的优点，主要表现在：
1.三相电机产生的有功功率为恒定值，因此电机的稳定性好；
2.三相交流电的产生与传输比较经济；
3.三相负载和单相负载相比，容量相同情况下体积要小得多。
由于上述优点，三相供电电路在生产和生活中得到了极其广泛的应用。
三相电路包括三相电源、三相负载和三相输电线共3 部分，下面分别进行介绍。
≈≈≈≈补充：电动机结构（三相电源与之结构相似，功能相反）≈≈≈≈
≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈
定子及绕组示意图
定子绕组
A B C 0
u u u A B C
0U U U 供电系统三相交流电的相序为：
A →
B →
C →A →B →C →A →…如右图所示：
或：
3. 相序
对称三相电动势的叠加之和为0，即：
三相交流电到达相同值点(E g ：正最大值或相应零点)的顺序称为~。
若要更改相序，只需要将其中两相交换位置即可，E g 相B 和C 交换，即：A →C →B →A →C →B →A →…
三相电源电压相量合成
60°
A
U C
U B
U B
U
相电压】端线与中性线间（发电机的每相绕组）的电压：线电压】端线与端线间的电压其有效值通常用零点
X Y Z u A +–u C
+
–u B
+
–
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
图：三相四线制380/220伏
，有效值用I L
表示。
流过每相负载的电流，有效值用I P 表示。
联结时，线电流等于对应的相电流：
电源中性点
负载中性点a
I Z B
Z C
Z A
N
N '
【提示】负载Y 联结带中线时, 可将各相看作单相分别计算。
【结论】（1）零线正常时，不论负载某相断路或短路，均不影响其他两
相电路正常工作；
（2）零线断路(或未接)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，易烧毁。
（3）零线作用：迫使三相不对称负载的相电压对称。
零线正常时，就相当于三个独立回路，某一个回路出现问题，不影响其他两个回路。
★
C C
==12.79020=25490V U I R ∴易知B 、C 相不能正常工作，C 灯可能因为过压而烧坏。
不对称三相负载Y 联结时：
总之，不对称负载采取Y 联结时，务必采用三相四线制供电，且零线必须可靠连接(零线勿接熔断器以避免中性线断开导致电路过压损坏)。
应作3
相电压与相电流相位差，即阻抗角
cos ★
P
sin
L P
L P U I Z
L P
=3I I ×L
L U I Z
×B
A AB
A Z Z U I
×A AB A
3U I Z
×A
30 5，已知，负载AB
38030V U 2053Z 3803 P ×
W cos5320
220380 220
30盏
1
1i 1
2i 70盏
40
60=25.4660A
2200.5 2130.446.5A I 600=8.1818A 2201
本章要求
1. 搞清对称三相负载Y和△联结时相线电压、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；
3. 掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。