12 三相交流电源及对称三相电路分析解析

IN IA IB IC 0
上式表明：中线上有电流通过
电路 南京理工大学电光学院
不对称负载星形联结的三相电路
（不对称三相电路）星形联结
2. 三相三线制
A
IA
A’
ZA
U C _N
C
+
._
+ _U A + UB
. N’
U N'N
ZB
B
C’
IB IC
ZC
Z A Z B ZC
B’
电路
南京理工大学电光学院

N'
U C
U N '
代入R 值得：
电路
2200 220 120 220120 R R R 2 1 1 2 R R R
U N 55120 V
、 、I I I B A C
南京理工大学电光学院
例题1
U A


A
B
R
N
U B
（不对称三相电路）星形联结
2. 三相三线制
UC
U C'N' U N'N UA U A'N'
U B'N'
UB
南京理工大学电光学院
特点：三相相互影响，互不独立
电路
不对称负载星形联结的三相电路
三相负载不对称的星形联结
无中线情况：虽然电源线电压对称，但由于没有中线，
负载相电压将不能保证对称！
负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小不 等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不 到额定电压，都不能正常工作。比如，照明电路中各 相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相三
正确接法: 每层楼的灯相 互并联, 然后 分别接至各相 电压上。设电 源电压为：
A
一层楼 N 二层楼
B
...
Ul
UP
380
220
V
C
三层楼
则每盏灯上都可得到额定的工作电压220V。
电路 南京理工大学电光学院
例题3
照明电路的一般画法
A
B C ... N
一 层 二 层
...
三 层
...
零线上不能加 刀闸和保险
1. 三相四线制 求负载的相电流和相电压（其中Zl为端线阻抗） Zl A A’
U C _N
C
+
._
+ _U A
UB
I A'N'
ZN
IN
Z
Z
I C'N'
. N’
U N'N
Z
+
B
Zl
C’
B’
I B'N'
Zl
电路 南京理工大学电光学院
对称负载星形联接三相四线制
对称三相电路星形联结的等效电路
1. 三相四线制
UC
U BC U B U C 330 U B
U AB
U B
UA
U CA U C U A 330 U C
UB
南京理工大学电光学院
电路
4.2 对称三相电路的联接
对称三相电路的星形联接
线电压与相电压的关系
相电压对称，线电压也对称
Ul 3UP
U CA
UC
UA
线电压超前对应相电压 30
B
C’
IB IC
ZC
B’
Z A Z B ZC
特点：三相相互独立，互不影响（形成各自的独立回路）
电路 南京理工大学电光学院
不对称负载星形联结的三相电路
（不对称三相电路）星形联结
1. 三相四线制
UA UB IA , IB I A 120 ZA ZB UC IC I A 120 ZC

C
IA B I
C I
R R R
N'
U C
U A UN ' IA 0.4113.9 A R UB UN ' IB 0.41 136.1 A R UC U N ' IC 0.683 60 A R/2
电路 南京理工大学电光学院
例题2
应用实例----照明电路
I B'C'
IA
I C'A'
电路
南京理工大学电光学院
4.2 对称三相电路的联接
对称三相电路的三角形联接
线电流与相电流的关系
相电流对称，线电流也对称
Il 3IP
IA
I C'A' I A'B'
I B'C'
IB
线电流滞后对应相电流 30
IC
电路
南京理工大学电光学院
对称负载星形联接三相四线制
（对称三相电路）星形联结
南京理工大学电光学院
I A 3 30 I A'B' , I B I A 120 , I C I A 120
电路
对称负载三角形联接
（对称三相电路）三角形联结的等效电路
A A’
Z
_
UC
+ _U A B
+ _U B
+
B’
Z
Z
C
电路
C’
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第4章 三相交流电路
_ UA+
A N
.
Zl Zl
A’ B’
Zl
ZN
.
Z
Z Z
_ UB+ _ UC+
B C
.
.
N’
.
C’
.
电路
南京理工大学电光学院
对称负载星形联接三相四线制
（对称三相电路）星形联结
A
1. 三相四线制 Zl
A’
I A'N'
+ _U A N
+
U A'N'
_
Z
N’
一相计算等效电路 中线阻抗不起作用
I B' N' I A' N' 120 , I C' N' I A' N' 120
电路
南京理工大学电光学院
例题4
讨论
照明电路能否采用三相三线制 供电方式？
A
一层楼 N
...
不加零线 会不会出 现问题?
电路
二层楼 B C 三层楼
南京理工大学电光学院
例题5
问题1：若一楼全部断开，二、三楼仍然接通,
情况如何? 分析：
设线电压为380V。 A相断开后，B、C 两相 串连，电压UBC （380V） 加在B、C负载上。如果 两相负载对称，则每相负 载上的电压为190V。
电路
UB
南京理工大学电光学院
4.2 三相负载的星形连接
对称三相电路的星形联结
A +
UC IA
A’
Z Z
C
+
_N.
_U A
U AB
U CA
IN
_
+ UB
. N’
Z
B
U BC
C’
IB IC
B’
相电压：每相电源（负载）的端电压 线电压：两端线之间的电压
电路 南京理工大学电光学院
4.2 三相负载的星形连接
电路 南京理工大学电光学院
对称负载三角形联接
对称三相电路的三角形联接
A
.
IA
A’
.
UC
_
+
I A'B'
+ C
UA
_
Z
Z
.
_
UB
+
.
B
C’ .
IB IC
I C'A'
Z
I B'C'
. B’
I A'B'
UA , I B'C' I A'B' 120 , I C'A' I A'B' 120 Z
U BA U CA U AB U CA IA IB IC Z Z Z Ul 3U l 3U p IB IC 3I p , I A 3I p Z Z Z
U CA
120 U AB 30
U BC
电路
U CA
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例题1
A

U B
A 一层楼
...
二层楼 B C 三层楼
结果二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。
电路 南京理工大学电光学院
例题5
问题2：若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼 灯的数量不等（设二楼灯的数量为三层的 1/4 ）结果如何？ A 分析 R
1 U R 3 380 76 V 5 4 U R 2 380 304 V 5
U BC
UB
U AB
线电流与相电流的关系
I1 I p
电路 南京理工大学电光学院
4.2 对称三相电路的联接
A
.
IA
A’
.
UC
_
+
I A'B'
+
UA
_
Z
Z
C
.
_
UB
+
.
B
C’ .
IB IC
I C'A'
Z
I B'C'
. B’
I A I A'B' I C'A' 3 30 I A'B'
. N’
Z
B
Zl
C’
Z
I C'N'
B’
I B'N'
电路
南京理工大学电光学院
对称负载星形联接三相三线制
对称三相电路星形联结的等效电路
_ UA+ _ UB+ _ UC+
2. 三相三线制 Zl
A N
B C
.
A’
Zl
Zl

Z Z
.
B’ C’
.
N’
.
.
Z
星形联结的对称三相电路（三相四线制）（三相三线制）： 抽出一相进行计算（中线阻抗不起作用），其余两相利用 对称关系得到
U B' N' U A' N' 120 , U C' N' U A' N' 120
电路 南京理工大学电光学院
对称负载星形联接三相三线制
（对称三相电路）星形联结
A
2. 三相三线制 Zl
A’
I A'N'
U C _N
C
+
._
+ _U A
+ UB
Zl
U N'N 0 ,其余与四线相同
Z
不对称负载星形联结的三相电路
（不对称三相电路）星形联结
2. 三相三线制
UA UB UC ZA ZB ZC 0 1 1 1 ZA ZB ZC
U N' N
上式表明：负载中性点N’与电源中性点N之间有电位差， 使得负载的相电压不再对称
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不对称负载星形联结的三相电路
目 录
4.1 三相交流电源 4.2 对称三相电路的联接 4.3 对称三相电路的分析 4.4 不对称三相电路的分析
4.5 三相电路的功率
电路
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不对称负载星形联结的三相电路
（不对称三相电路）星形联结
1. 三相四线制
A _N. + _U A _
UB
IA
A’
ZA
UC
IN
C
+
. N’
ZB
+
作业
4-2 4-3 4-5
电路
南京理工大学电光学院
4.1 三相交流电源
三相电压
有效值相量表示为：
UC
uA Um sin t U A U 0
120 120

UA
120
uB Um sin(t 120 ) U B U 120 uC Um sin(t 120 ) U C U 120
电路 南京理工大学电光学院
4.2 对称三相电路的联接
对称三相电路的三角形联接
线电流与相电流的关系
I A I A'B' I C'A' 3 30 I A'B'
I C'A' I A'B'
I B I B'C' I A'B' 3 30 I B'C'
I C I C'A' I B'C' 3 30 I C'A'
电路
南京理工大学电光学院
不对称负载星形联结的三相电路
特例2：对称负载的短路 A
IA
A’
U C _N
C
+
._
+ _U A + UB B C’
IB IC
Z
N’
.
Z
B’
电路
南京理工大学电光学院
不对称负载星形联结的三相电路
A’N’短路：I B
U B U A U BA U C U A U CA , IC Z Z Z Z
ZB
ZC
B’
三相四线制配电系统中，保险丝不能装在中线上.
电路 南京理工大学电光学院
不对称负载星形联结的三相电路
特例1：对称负载的断相 A
_N . + _U A
IA
A’
×
UC
C
+
_
+ UB B C’
IB IC
× . N’ Z
Z
B’
A’N’断相： I A 0, I B
U B U C U C U B , IC 2Z 2Z 3U p Ul I A 0, I B I C 0.866I P 2|Z| 2 | Z |
线制供电，而且必须保证中（零）线可靠.
为了确保中（零）线在运行中不断开，其上不允许接 任何断路器（保险丝、刀闸等）.
电路 南京理工大学电光学院
不对称负载星形联结的三相电路
（不对称三相电路）星形联结
A
FU
FU
IA
A’
ZA
U C _N
C
+
._
+ _U A + UB
FU
×
B F U C’
IB IC
. N’
IAB
' '
UA UB UC ' ' ' ' , I BC , I CA ZA ZB ZC
C 已知：


U A
N

IA
N'

U C
B
B I
C I
每盏灯的额定值为: 220V、 100W
U A 2200 V U B 220 120 V U C 220120 V
电路