§8-4 不对称三相电路
对称和不对称三相电路PPT课件
N’的电位等于零，与左侧N等电位。
IA
UA Z
IB
UB Z
UBC Z0
IC
UC Z
UBC Z0
第21页/共26页
作业-1
U A
Z1
U B Z1
U C
Z1
jL
Z3 Z3 jM Z3 jM
jM
jL
jL
将图示对称三相电路化为单相电路
第22页/共26页
作业-2
U A
U B
N
U C
Z
Z
N’ Z
三相对称电路如图，线电压380V，Z=100+j100欧， 求三相电源的电流，将A相负载短路，再求电源电 流，将A相负载开路，再求电源电流
U A
ZA
U B
ZB
U C
ZC
A
B
C 第5页/共26页
三相电路基本概念—相电压、线电压
U A
ZA
U B
ZB
U C
ZC
A
B
C 第6页/共26页
三相电路基本概念—相电流、线电流
U A
ZA
U B
ZB
U C
ZC
A
B
C 第7页/共26页
对称三相电路
U A
U B
N
U C
Z
Z
N’ Z
思考：两个中性点间的电压是多少？
用三相
第2页/共26页
三相电路基本概念—正序、负序、零 序
C
• 正序：A、B、C依次
A
滞后120度
B
B
• 负序：A、B、C依次
超前120度
A
C
• 零序：A、B、C同相
不对称三相电路的特点及分析
（2）当 ZN 0 时的线电流，中线电流。
（3）无中线时的线电流
解（1）设：
UA
UAB 3
00
22000 V
UNN
UAYA UBYB UCYC YA YB YC YN
100.7332.310 V
第6章 三相电路
.
IA UA IB UB IC UC
第6章 三相电路
二、不对称三相电路的分析
.
- U A + A IA
.
+ U - AN
U·C
UCN
.
N - U B + B IB
.
- + UC
C IC
.
+U BN-
ZA
N
.
+U
CN-
Z
B
N
NU AN
U·A
S
Z N IN
ZC
· UB
UYA UBYB UCYC YA YB YC
UNN
ZUAN N
Z
BUN
N
ZC
64.954.81A 78.18 128.6A 39.754.99A
- + U A A Z A IA
- + N
.
UB
B Z B IB N
.
- + UC
C ZC IC
IN
P PA PB PC U A I A cos A U B IB cos B UC IC cosc
例6-5 三相四线制Y-Y电路中，对
称三相电源的线电压UL=380 V，
负载分别为 Z A (2 j1),
不对称三相电路的计算
UV UUV 3UP
UW UWU 3UP
V、W两相负载的相电流（即线电流）为
IV
U UV Z
3UP Z
IW
U WU Z
3UP Z
U相的线电流等于
iU iV iW
U相的线电流的有效值为
IU
3UP Z
在电源电压（指有效值）恒定，且不计线路阻抗的
情况下，在负载星形联结的对称三相三线制电路中，一
不对称三相电路的计算
1．低压供电系统中的三相不对称电路
在中性线及线路阻抗为零的三相四线制电路中，当三 相电源电压对称时，即使三相负载不对称，三相负载上的 电压依然是对称的，但由于三相负载阻抗不等，所以三相 电流将是不对称的，三相电流分别为
IU
U U ZU
UU ZU
中性线电流为
IV
U V ZV
UV ZV
U相电源电压
uU 220 2 sin(t 30)V，每相负载的
电阻
R 34.，64感抗
X 。20试计算在下列情
况下，负载的相电压、相电流及线电流。
（1）U′V′相负载断路； （2）U相端线断路
U
U'
uW
uU
uV
iU
uWU
uUV
i'WU Z
W
V
iW W'
i'VW
Z
uVW
iV
Z i'UV V'
断路后，负载的线电压
仍等于相应的电源线电压，
其电流
I U V 0
其他两相负载的电流为
I V W
U VW Z
线电流为
I W U
U WU Z
IU IW U IV IV W IW 3IW U
对称三相电路的计算 、不对称三相电路的概念 、 三相电路的功率资料共30页文档
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
对称三相电路的计算 、不对 称三相电路的概念 、 三相
电路的功率资料
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
▪Hale Waihona Puke 30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
30
不对称三相电路的特点及分析
不对称三相电路的特点及分析三相电力系统是由三相电源、三相负载和三相输电线路三部分组成，只要有一部分不对称就称为不对称三相电路，不对称三相电路中各相电流之间一般不存在幅值相等、相位相差 120的关系，所以不能直接化为单相电路计算，而要作为一般正弦稳态电路分析。
产生不对称的原因很多，例如对称三相电路发生短路、断路等故障时，就成为不对称三相电路。
其次，有的电气设备或仪器正是利用不对称三相电路的某些特性而工作的。
本节主要讨论由对称三相电源向不对称三相负载供电而形成的不对称三相电路的特点。
图 5.11（a ）所示为Y-Y 联接的三相三线制不对称三相电路。
由图5.11（a ）写出节点电压方程为C C B BA A N N CB A Z U Z U Z U U Z Z Z ++=⎪⎭⎫ ⎝⎛++'111可得C B A C C B BAA NN Z Z Z Z U Z U Z U U 111++++='虽然电源是对称的，但由于负载的不对称，一般0≠'NN U ，即N '点和N 点电位不同了。
负载电压与电源电压的相量图如图 5.11（b ）所示，由图可见，N '点和N 点不再重合，工程上称其为中点位移, 这导致负载电压不对称。
当中点位移较大时，会造成负载电压的严重不对称，可能会使负载工作不正常，甚至损坏设备。
另外，由于负载电压相互关联，每一相负载的变动都会对其它相造成影响。
因此工程中常采用三相四线制，在N N '间用一阻抗趋于零的中线联接，0≈N Z 。
则可强使0='NN U 。
这样尽管负载阻抗不对称也能保持负载相电压对称，彼此独立，各相可单独计算。
这就克服了无中线带来的缺点。
因此，在负载不对称的情况下中线的存在是非常重要的。
为了避免因中线断路而造成负载相AU NZ A(a)N 'CUN C U '(b)图5.11不对称三相电路电压严重不对称，要求中线安装牢固，而且在中线上不安装开关、熔断器。
不对称三相电路的计算
负载中性点与电源中性点之间的电压为
1 1 1 U sA U sB U sC ZA ZB ZC 1 1 1 1 Z A ZB ZC ZO
U OO
0
后，各相电流为 求出 U OO
U U OO sA I A ZA
U U sB OO IB ZB
相序仪
解：
U OO
Y U Y U Y U AO A BO B CO C YA YB YC
64 e
j115.5
V
j1.56
B、C两相电压分别为
U U ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 135e U BO BO OO
V
j176.8 U CO U CO U OO 79.86 e V
UCA 380120 V
B线断开后
0, I B
I I A C
o U 380 120 CA A I C 2 Z 2Z 2 Z l 0.2 j0.4 3 (18 j24) 3Z
o 18.59 66.65 A
断开处的电压相量为
§7-4 不对称三相电路的计算
不对称三相电路 (unsymmetrical three-phase circuit) ： 三相电路的电源电压不对称，或负载阻抗 (包括 传输线阻抗) 不对称，或电源电压和负载阻抗均不对 称。 1. 当电源与负载均作星形联接时，无论有中线或无中 线，均可用节点分析法求解。
由以上计算结果可知，在A相接电容的情况下，其后续相 （B相）灯泡电压大于超前相（C相）灯泡的电压。。因此， 在不知道电源相序的情况下，我们可以对接电容的相作任意假 定（例如设其为A相）,则接灯泡的两相中，灯泡较亮的相应为 接电容的相的后续相，另一相则为接电容的相的超前相。这样 便可确定三相电源的相序。 例3
对称三相电路的计算 、不对称三相电路的概念 、 三相电路的功率30页PPT
对称三相电路的计算 、不对称三相电 路的概念 、 三相电路的功率
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
电路设计--不对称三相电路的概念
•
U AN'
•
UA
•
UC
•
U CN '
从相量关系可以看出， N`点和N点不重合，这一现象 称为中点位移。
•
N
U N'N
N
•
U AN'
•
UA
在电源对称的情况下，
可以根据中点位移的情况判 断负载端不对称的程度。
•
UB •
U BN'
当中点位移较大时，会造成负载端的电压严重
的不对称，从而可能使负载的工作不正常。
不对称 讨论对象
电源不对称 电路参数(负载)不对称
电源对称，负载不对称。
分析方法
正弦稳态电路分析方法。
主要了解：中性点位移。
一、三相三线制
•
_ U A+
•
IA
ZA
A
•
N _ UB+
•
IB
ZB
N`
B
•
_ UC+
•
IC
ZC
C
•
•
•
•
U N 'N
U A YA U B YB U C YC
YA YB YC
au?aza?aibu?bzb?bicu?z?inn二三相四线制如果zn0则可强使0?nnucuczcci?niau?aza?aibu?bzb?bicu?czc?cinn??尽管电路是不对称但在这个条件下可使各相保持独立性各相的工作互不影响因而各相可以分别尽管电路是不对称但在这个条件下可使各相保持独立性各相的工作互不影响因而各相可以分别独立计算
jU AN U BN U CN
jωC 1/ R 1/ R
不对称三相电路的分析
IA=
UAN' ZA
IB=
UBN' ZB
IC=
UCN' ZC
不对称星形连接负载的相量图
UCN' UC
UN'N N' N
UB UBN'
UAN' UA
中性点位移
- UA +
A
YA
IA
- UB +
B
YB
N
IB
- UC +
C
YC
IC
ZN
S
中线电流为
N’ IN
当合上开关S，即接上 中线时，如果ZN≈0，则 可强使UN’N =0。 此时尽 管电路不对称，但各相 保持独立，各相负载的 相电压对称。因此在负 载不对称时中线的存在 是非常重要的。
典型的不对称三相电路 (3)
不对称星形连接的三相电路
- UA +
A
YA
IA
- UB +
B
N
IB
- UC +
C
IC ZN
YB N’
YC
S
IN
（YA+ YB +YC）UN'N = UA YA + UB YB + UC YC
不对称星形负载的相电压(S断开)
开关S断开时，由节点电压法分析可知：
UA YA + UB YB + UC YC
上线电流滞后于相应的相电流300。
三相电路小结2
➢对称三相电路的计算，可归结为一相等效 电路的计算，再由电路的对称性求解。
➢一般取A相作为计算电路。 ➢三相功率的计算公式如下：
P 3U lIl cos Q 3U lIl sin
不对称三相电路的概念
注意： (1)为相电压与相电流的相位差(即阻抗角)，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 。
(3)A相短路 A N' C B 380V C
N' A
N 380V B
超过灯泡的额定电压，灯泡可能烧坏。
结论： (a) 照明中线不装保险，并且中线较粗。一是减少损耗， 二是加强强度 ( 中线一旦断了，负载就不能正常工作 ) 。 (b) 要消除或减少中性点的位移，尽量减少中线阻抗， 然而从经济的观点来看，中线不可能做得很粗，应 适当调整负载，使其接近对称情况。
若以接电容一相为 A 相，则 B 相电压比 C 相电压高。 B相 灯较亮，C相较暗(正序)。据此可测定三相电源的相序。
例3.
A1
Z
A2 Z A3
S
如图电路中，电源三相对 称。当开关S闭合时，电流 Z 表的读数均为5A。 求：开关S打开后各电流表 的读数。
解： 开关S打开后，电流表A2中的电流与负载对称时的电流相 同。而A1、 A3中的电流相当于负载对称时的相电流。 电流表A2的读数=5A 电流表A1、A3的读数= 5 / 3 2.89A
§11-5 一.三相功率
三相电路的功率
1.对称三相电路的平均功率P(有功功率) 对称三相负载Z 每相负载吸收的有功功率为Pp=UpIpcos 三相总功率 P=3Pp=3UpIpcos
Y接 : U l 3U p , I l I p 1 P = 3 U l I l cosφ = 3U l I l cosφ 3 Δ 接 : U l U p , I l 3I p
不对称三相电路的计算讲述
3 2
倍。
3．对称三角形负载中一条端线断路 在对称三角形负载的三相电路中，假 定U相端线断路，其电路如图示。→ U相端线断路后，电路中各负 载的连接关系发生了变化，其 电路如图示。↓ U相端线断 路后负载 上的电压 和电流的 相量图如 图。 ←
三相负载的相电压为
1 1 U VW U L U UV 2 2
I UV 3U P 0
为无穷大
此时与短路相负载相连的两 条端线上将出现很大的短路电流---必须在线路上装设熔断器或过 流保护装置
（2）对称的Y/Y联结电路中一相负载短路
此时U相负载电压为零，负载中性点与电源中性点之间的 电压等于U相电源的电压，即 0 U NN U U U P UU V、W两相负载的电压分别为
U WU 380 U VW 380 I A 9.5A A 9.5A WU 2 2 2 2 Z Z 34.64 20 34.64 20
根据基尔霍夫电流定律，求得线电流
9.5A I U I WU
9.5A I V I VW
3 9.5A 16.45A I W 3I WU
IW
1 U VW 3 UP 1.9A 2 Z 2 Z
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
U WU Z
线电流为
I U I WU
I V I VW I W 3I WU
不对称三相电路的计算
例7-5，上题中，若（1）A相短路，有中线，（2）A相短路，中线 断，求各相负载上的电压。 解：情况（1） 此时A相短路，电流很大，A相熔断丝断，而B相，C相未受影响， 相电压仍为220V。 情况（2） 此时负载中点ń即为A，因此，各相负载电压分别为
U RA = 0V ,U RB= 380V ,U RC = 380V
不对称三相电路的计算
定义：在三相电路中，只要有一部分不对称，此电路就称为不 对称三相电路。 一般情况下，不对称电路不能引用对称电路的分析计算方法， 本节只初步分析一下由负载不对称而引起的一些现象，经常遇到的 低压电网中，随着用户的用电情况不同，自然会出现不对称负载。 如下图（1）所示： 图（1）
A B C N
三相电路的无功率等于各相无功功率代数和：
Q = Q A + QB + QC
= U A I A SinϕA + U B I B SinϕB + U C I C SinϕC
对称电路的无功功率：
Q = 3U P I P Sinϕ = 3U C I C Sinϕ S = P 2 + Q 2 = 3U P I P = 3U C I C
这时B相和C相负载上的电压均大大超过额定电压这是不允许的。
例7-6，图例7-4中，若（1）A相断开，有中线：（2）A相断开， 中线断，求各相负载上的电压。 解：情况（1）：B相，C相未受影响 情况（2）： 此时电路已成为单相电路，即B相与C相负载相串接，接到380V 的电源上，这样两相负载中的电流相同而电压则按B，C相负载电 阻分压，造成一相低于额定电压，别一相高于额定电压，这都是不 允许的。 结论：中线的作用就是在于使星形联接的不对称，负载上的相 电压对称。 中线中不得接入熔断丝或安装开关。
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按一般正弦电路处理
如电源对称负载不对称的三相电路的求解：
A
I &
B C I A U &B
U &N N U ′&A
U ′&B U ′&C U ′&C U &§8－4 不对称三相电路的计算
结点法：设N 为参考结点中性点位移或称中性点漂移
N N N C B A U Z Z Z Z ′ +++&1111
C
C
B B A A Z U Z U Z U &
&&++=0
≠′N N U &A
N
N A
A Z U U I ′−=&&& 120°−≠−=′A B
N
N B B I Z U U I &&&&°
≠−=′120A C
N
N C C I Z U U I &&&&
（1）当开关K 打开时，
各相灯泡承受的电压以及它们实际承载的功率。
例8－3 电源对称，其相电压,负载是三个白炽灯，其额定工作电压为220V ，A 、B 两相灯泡为100W ，C 相灯泡为25W 。
求
V U P 220=（2）当开关K 闭合时的中线电流。
N N I ′&解：Ω
====484100220
2
2A
B A P U R R Ω
===1936252202
2C
C P U R
A
B C
（1）开关K 打开时
结点法
设V
U AN °=0220&则,120220V U BN °−=&V U CN °=120220&V U N N °−=+°+°−+=′6033.731936
1
48421936120220484120220484220&
W P P B A 74.7748497.1932
===W P C 434.441936
3.2932
==V j U U U N
N AN N A °=+=°−−=−=′′11.1997.19351.6333.1836033.73220&&&V U U U N N BN N B °=°−−°−=−=′′11.13997.1936033.73120220&&&V U U U N
N CN N C °=°−−°=−=′′1203.2936033.73120220&&&
（2）开关K 闭合时
A
R U I A AN A °=°==0455.04840220&&A
R U I B BN B °−=°−==120455.0484120220&&A
R U I C CN C °=°==120114.01936120220&&A
I I I I C B A N N °−=++=′6034.0&&&&。