单元四三相正弦交流电路及其应用

若三相不对 称，能否去 掉中线？
一组
... N
二组 三组
Ul
UP
380
220
V
V
W 当有中线时，每组灯的数量可以相等也可以不等， 但每盏灯上都可得到额定的工作电压220V。
分析 如果三相照明电路的中线因故断开，当发生一相灯负
载全部断开时或一相发生短路，电路会出现什么情况？
如果中线断开，设A相灯负 载又全部断开，此时B、C两相构 成串联，其端电压为电源线电压 380V。 如果中线断开，设又发生A相 短路，此时B、C相都会与短 接线构成通路，两相端电压 均为线电压380V，因此B、C 相由于超过额定值而烧损。
三个最大值相等、角 频率相同、相位上互差 120°的正弦交流电。
2． 三相电源的三角形（△）联接 • U • U U WU
Z
W
• UW W
Y

• U U UV

• UUV V

UU
• UWA •
•
•VW U

UV • UVW
U WU U W

•
UUV
•
U UV U U
U VW U V
功率因数
R 20 cos 0.8 Z 25
由于各相负载阻抗相等，各相电流对称，其值为
IP U P 220 8.8 A Z 25
各相电流分别滞后于相应相电压的相位差
arccos0.8 37
由于采用星形连接，线电流 I L 等于相电流 I P ，即
IP IL
对称三相交流电波形图
u u 2U p sin t u v 2U P sin(t 120 ) u w 2U P sin(t 240 )
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3个电动势到达最大值的先后次序称为 相序。 正相序是U-V-W-U 负相序是U-W-V-U
在实际工作中采用黄、绿、红三种颜
三相对称负载三角形连接时的电流、电压关系为：
（1）线电压与相电压相等，即 U U L P
（2）线电流是相电流的 3 倍，即 I L
3I P
必须指出，如果三相负载不对称，则线电流与相电 流之间不存在上述的数值关系和相位关系。
2.3.3 三相电路的功率 三相总有功功率：
PP U P V P W
UP UL 3 380 3 220 V
又因为相电压在相位上滞后于相应的线电压30º ，所以 U相电压的瞬时值表达式为
uU 220 2 sin(314t 30)V
根据电压的对称性，V相电压滞后于U相电压120º ，W相电压 滞后于V相电压120º ，得V,W相电压的瞬时值表达式分别为
UW 120° 120° 120° UU
UV
对称三相电压相量图
相、线电压关系式
U UV U U U V U U ( U V ) U VW U V U W U V ( U W ) U WU U W U U U W ( U U )
UWU UW -UV UU UV
uV 220 2 sin(314t 30 120) 220 2 sin(314t 150)V
uW 220 2 sin(314t 30 120) 220 2 sin(314t 90)V
由每相负载R=20Ω，X=15Ω得,每相等效阻抗模
Z R 2 X 2 20 2 15 2 25
若B、C相对称，各相端电压 为190V，均低于额定值220V而不 能正常工作；若B、C相不对称， 则负载多（电阻小）的一相分压 少而不能正常发光，负载少（电 阻大）的一相分压多则易烧损。
由此可得，中线的 作用是使Y接不对称三 相负载的端电压保持对 称。
*
三相四线制Y接电路中，中线不允许断开！
关于零线的结论
44 173.1A I V
4466.9A I W
2200V 设 U U 220 120V U V
Z 3 j 4 553.1
220120V U W
I I I 0 I N A B C
U 2200 U IU Z 553.1 44 53.1A
Ul相量图
线电压与相电压的通用关系表达式：
U l
电压等级为:工农业生产中，多数用户的
U l 380V 、 U P 220V
U l 220V 、 U P 127V
如何用验电笔或400V以上 的交流电压表测出三相四线制
供电线路上的火线和零线？ 验电笔的正确握法如下图示：
• UW
+
-
通常用UP来表示相
• UV
电压
+
V
W
线电压：任意两根相线之间的电压。
+
• UUV
-
U
参考方向由下标字母 的先后顺序决定。
• UWU
N 通常用Ul来表示线
• UVW
+
-
电压
V
+
W
三相交流电源的瞬时 值表达方式：
uU 2U P sin t uV 2U P sin(t 120) uW 2U P sin(t 120)
和接法有 无关系？
负载对称时：P 3 U p I p cos 3 Ul I l cos
星形接法时： U l
3U p
Il I p
I l 3I p


三角形接法时：U l U p
P 3 Ul Il cos
在三相负载对称的条件下，三相电路的功率：
P 有功功率： Q 无功功率： S 视在功率：
许接保险丝也不允许接刀闸。
1.负载的Δ 形连接:
Δ接负载的端电压等于电源线电压；
U V W
iU
线电流
iwu
Z
相线上通过的电流称为线电流Il；
负载中通过的电流称为相电流IP；
w uUV uWU Zu iuv Zv ivw iV
U 接时：U l p
uVW iW
相电流
各相负载中通过的电流分别为： I UV
任务一 三相电源及联结
任务二 三相负载的联结
任务三 安全用电
三相电源及连接
1. 对称三相交流电 由三个幅值相等、频率相同、相位互差120°的单相交流电源
所构成的电源称为三相电源。由三相电源构成的电路称为三相
交流电路。 u
uU
uV
uW
ωt
对称三相交流电的特征
0
T
大小相等，频率相同，相位
互差120º 。
W WU VW
-IVW
-IUV
IV
30
-IWU
电流相量图
30
IU
由相量图可看出：
三相电源对称、三相Δ接负载也对称的情况下，三相 负载中的相电流iUV、iVW、iWU也是对称的，相线上通过的 三个线电流iU、iV、iW也对称。 由相量图还可看出，在三相对称情况下，线电流是相 电流的 3倍，相位滞后与其相对应的相电流30°。
色来标识U、V、W三相。
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2. 三相电源的星形（Y）连接方式 定义：把三相绕组的3个末端U2、V2、W2连接成一点。 相线 U
U1
中 性 点
三相四线制电源
U2
中性线
V2
W2
W1
N
三相三线制电源 •V UVW W
相线
V1
相线
相电压：每相绕组的电压或各相线与中性线之间的电压 U
+
• UU 参考方向规定为由 相线指向中性线。 N
显然
I I I U V W
U U U IU U ； IV V ； IW W ZU ZV ZW
三相电源对称、三相Y接负载也对称的情况下，三 相负载电流也是对称的，此时中线电流为零。
三相四线制连接方式的特点：
1、相电流=线电流 I P I L 2、加在负载上的相电压 U P 和线电压 U L 之间的关系：
U U U UV VW WU ； I ； I VW WU ZU ZV ZW
各线电流与相电流的关系为：
I I I U UV WU I I I V VW UV
I I I W WU VW
线、相电流关系式为：
IW
30
I ） I （ I U UV WU I ） I （ I V VW UV I ） I （ I

了解三相对称电源及星形联结方式
及特点 理解中性线的作用，会三相星形负 载电路的连接和测量 理解三相对称负载作星形、三角形


联结时的电压、电流及有功功率的
计算

了解保护接地的原理和保护接零的
方法及应用 会正确装接三相负载电路
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现代电力工程上几乎都采用三相四线制。三 相交流供电系统在发电、输电和配电方面都具有 很多优点，因此在生产和生活中得到了极其广泛 的应用。 学习本节要求理解对称三相交流电的概念； 熟悉三相电路中相、线电压电流的关系；掌握对 称三相电路的分析和计算方法；重点理解中线的 作用；了解不对称三相电路的简单分析方法。
三相四线制供电体制 中，你能说出线、相 电压之间的数量关系 及相位关系吗？
数量上线电压是相电压 的1.732倍；在相位上超前 线电压超前与其相对应的 相电压30°.
电笔头与被测导线接触 时，使氖管发光的是火 线（或端线），不发光 的是零线。
你会做吗？
你能说出对称 三相交流电的 特征吗？
电表可利用火线与零线 之间的数量关系判断出 火线和零线。
iU
U
iN
N