12-4不对称三相电路
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
C+
•
UB
BIB +
Zl
•
Z
B'
I C Zl
利用弥尔曼定理，求
•
U
： N N
•
•
•
UA UB UC
•
•
•
•
U NN
Z
Zl
Z Zl Z Zl 3 1
UAUBUC 0
3 ZN (Z Zl )
Z Zl ZN
2
•
A
I A Zl
A'
+
•
UA_
•
N
UC
•
I N ZN
•
C'
Z N'Z
C+
•
UB
30
2200 V
11
IA
U A Zl Z
2200 6 j8
22 53.13 A
IB 22 173.13 A IC 2266.87 A
Zl A
+
•
UA
– N
•
IA A′
Z
N′
UAN ZIA (5 j6) 22 53.13
7.850.19 22 53.13 171.6 2.94 V
2N
Z
'
2
/3
2200o j50 / 3
j13.2A
•
I A2
1 3
30o
IA
7.62120o A
IA IA IA 22 53.13 j13.2 13.9 18.4o A
14
§12-4 不对称三相电路的概念
在三相电路中，只要电源、负载和线路中有一个 不对称，该电路就称为不对称三相电路。
三相电路
频率相同、幅值相等、 频率相同、幅值相等、相 位互差120°的三相电压称为 位互差 ° 对称正弦电压。 对称正弦电压。
3.2 三相电源 的连接
3.2.1 Y 形联接
3.2.2 ∆ 形联接
联接成一点。 把发电机三相绕组的末端 L′ L′ L′ 联接成一点。 3 1 2 而把始端1 L2 L3作为与外电路相联接的端点。 这种 而把始端 作为与外电路相联接的端点。 L 联接方式称为电源的星形联接 星形联接。 联接方式称为电源的星形联接。
U l 380 IP = = = 38 A Z 10
在如图（ ）所示的三相四线制电路中, 例 3.1 在如图（a）所示的三相四线制电路中 线电压U=380 V, Z1 = 4+ j3 , Z2 = 5 , Z3 = 6− j8 线电压 · i1 L1 试求各相负载电流及中线电流。 试求各相负载电流及中线电流。 解: 相电压 U l 380 N Up = = = 220V 3 3 • 选 U 1为参考相量 则: 为参考相量,
= 22 173.1° A
图中电源电压对称，线电压U=380 V ，负载为 电灯组，每相电灯 电灯组， 例3.2 图中电源电压对称，线电压 额定电压220V）负载的电阻 （额定电压 ）负载的电阻400Ω。试计算： Ω 试计算： (1) 求负载相电压、相电流； 求负载相电压、相电流； (2) 如果 相断开时，其他两相负载相电压、相电流； 如果1相断开 相断开时 其他两相负载相电压、相电流； (3) 如果 短路时，其他两相负载相电压、相电流； 如果1短路 短路时 其他两相负载相电压、相电流； (4) 如果采用了三相四线制，当1相断开、短路时其他两相负载相电压、相 如果采用了三相四线制， 相断开、 相断开 短路时其他两相负载相电压、 电流。 电流。
电路教案第12章_三相电路
重点1.三相电路的基本概念2.对称三相电路的分析3.不对称三相电路的概念4.三相电路的功率12.1 三相电路三相电路由三相电源、三相负载和三相输电线路三部分组成。
三相电路的优点：● 发电方面：比单项电源可提高功率50％； ● 输电方面：比单项输电节省钢材25％；● 配电方面：三相变压器比单项变压器经济且便于接入负载； ● 运电设备：结构简单、成本低、运行可靠、维护方便。
以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用，是目前电力系统采用的主要供电方式。
三相电路的特殊性： （1）特殊的电源；（2）特殊的负载 （3）特殊的连接（4）特殊的求解方式研究三相电路要注意其特殊性。
1. 对称三相电源的产生三相电源是三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差1200的正弦电源。
通常由三相同步发电机产生，三相绕组在空间互差120°，当转子以均匀角速度ω转动时，在三相绕组中产生感应电压，从而形成对称三相电源。
a. 瞬时值表达式)120cos(2)()120cos(2)(cos 2)(o C o B A +=-==t U t u t U t u t U t u ωωωA 、B 、C 三端称为始端，X 、Y 、Z 三端称为末端。
b. 波形图如右图所示。
c. 相量表示oC o B o A 1201200∠=-∠=∠=∙∙∙U U U U U U d. 对称三相电源的特点 0C B A C B A =++=++∙∙∙U U U u u ue. 对称三相电源的相序定义：三相电源各相经过同一值(如最大值)的先后顺序。
正序(顺序)：A —B —C —A负序(逆序)：A —C —B —A （如三相电机给其施加正序电压时正转，反转则要施加反序电压） 以后如果不加说明，一般都认为是正相序。
2. 三相电源的联接（1）星形联接(Y 联接)X, Y , Z 接在一起的点称为Y 联接对称三相电源的中性点，用N 表示。
（2）三角形联接(∆联接)注意：三角形联接的对称三相电源没有中点。
三相电路
Z
+
N'
U B
Z
ICC'
ZI/b3c
Ica
结论
Iab
U A Z
IA
U AN Z/3
3U AN Z
3(U AB 3) 30
3 U A
Z
30
Z
3Iab 30
(1) 线电流大小等于相电流的 3倍, 即Il 3I p.
(2) 线电流相位滞后对应相电流30o。
UUUUBABAUUUU- 1002oo0
U&UC&
C
UU
12-1020
U C
三个同频U B率、等幅值、初相
120°
120° 120°
彼此相差120°1的20正°弦电压
UA
源电源按。一定12的0°连接12方0°式构成U的A
U B
U
不加说明，一般都认为是正序
C
U AB
U CA
+
U
IB C
UB BC
C
2019/11/14
21
+++
_ UA IAA A' Z
N _ UB IBB B' Z
_ UC
IC
C
C'
Z
ZN
_ UA IA A A'
+++
_ UB IB B B'
_ UC
IC
C
C'
2019/11/14
Z
IA'B'
《电子电工技术》课件——第四章 三相电路
2
I 3I 30
L3
3
U 31
I
3
I 3
I
U 12
1
I 2 U
I
2 I 3
I L1
23
负载对称时三角形接法的特点
L1
U 31 L2 L3
I L1
U 12
I 1
I
L2
U I
23
L3
I 3
ZZ Z
I 2
每相负载电压=电源线电压
I 3I
l
p
各线电流滞后于相应各相电流30°
第三节 三相负载的功率 每相负载
定子 W2
•
V1 转子
三相电动势 分别称为U、V、W相或1、2、3相
e E sin t
1
m
e E sint 120
2
m
e E sint 240
3
m
Em sin( t 120)
E E0 1
E E 120 2
E3 E 120
三相电动势的特征： 大小相等，频率相同，相位互差120º
称为对称电动势。
e 2
3
L2
L3
L1
e 1
e
L2
2
L3
(2)三相负载
星形负载
Z
Z
Z
三角形负载
Z
Z
Z
(3)三相电路计算
负载不对称时：各相电压、电流单独计算。 负载对称时：电压对称、电流对称，只需计算一相。
电流其余按对称原则，相线电流的关系一一写出。
三相电路的计算要特别注意相位问题。
负载Y形接法
I I
l
P
负载Y形接法有中线时
第3章三相电路
解：U1l 380V U1 220 30V
U1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
220 30 (15 16 j22
j20)
203 30.8V
U2
220 150 16 j22
(15
j20)
203 150.8V
U1
22090 (15 16 j22
j20)
20390.8V
3.5 有一台Y形联结的三相电动机，接到线电压为 380V的对称三相电源上，电动机吸收的功率为5.3kW， cosφ＝0.8，φ＞0，求线电流的有效值，电动机的无功 功率。
解：
不改变。因为负载 对称，中线没有电流，不 影响负载电位。
3.2 题3.2图所示电路为对称三相四线制电路，电源线
电压有效值为380 V，Z=(6＋j8)Ω，求线电流
。
解：
U1 220V
设 U2 220 120V Z＝10∠53°Ω
U3 220120V
则
I1
U1 Z
220 22 53A 1053
若将电源的三相定于绕组末端U2、V2、W2连在一 起，分别由三个首端U1、V1、W1引出输电线，称为星 形联结。
每相上的电压 U1、U2、U3 方向从始端指向末端， 叫相电压
端线之间的电压 U12 、U23 、U31 称为线电压
线电压与相电压有如下的关系式
星
形
从图中得到：
联
结
即在对称三相电源的 星形联结中，线电压Ul是 相电压Up的 3 倍，线电压 超前对应的相电压30°， 线电流Il等于相电流Ip。
3.1 三相电源 对称的三相电源是由三个频率相同、振幅相同、初
相依次相差120°的正弦电源，按一定方式（星形或三 角形）联结组成的供电系统。
三相电路线电压电流和相电压电流的关系
I C U BC
C
Y接三相电源
电压关系：
设 U•AU0o U C1120
U•BU120o U A1120
U •CU 12o 0U B1120
UC •
•
•
U AB U A U B
• 120•
•
1U2B0C °U B
UC
•
U
A
°U• C
中性点 +
•
•
UA
– X
Y
Z
•
C UC
•
UB
•
B IB
•
IC
•
•
U A B U CA
N
B
•
U BC
Y – UB
•
Z – UC
+
+
B C
C
N
线电流：
•
IA
，
•
IB
，
•
IC
线电压：U • A
B ， U • BC
，
•
U
CA
相电压：U • A ，
•
U
B
，
•
UC
8
2）三角形()联接
•
IA
ZA
A
+
A
– +
–
第十二章 三相电路
§12-1 三相电路 §12-2 线电压（电流）和相电压
（电流）的关系 §12-3 对称三相电路的计算 §12-4 不对称三相电路的概念 §12-5 三相电路的功率
1
§12-1 三相电路
三相电路由三相电源、三相负载和三相输电线路 三部分组成。
三相电路的优点
电路原理第12章 三相电路
24
25
26
27
28
29
30
31
习 题
12
12.1 把对称三相负载Ｚ＝40＋ｊ30Ω，分别以Ｙ和形连接于对称 三相电源上，电源线电压为ＵL＝380V，试算①负载Ｙ连接时的相电压
和相电流，并画出其相量图；②负载为计连接时相电压、相电流和线电 流，并画出其相量图。
12.2 已知对称三相电路的线电压Ｕl＝380V(电源端)，三角形负载 阻抗Ｚ＝(4.5＋ｊ14)Ω，端线阻抗Ｚl＝(1.5＋ｊ2)Ω。求线电流及负载的 相电流，并作相量图。
9
10
11
12
13
图 12 . 8
14
15
16
17
Байду номын сангаас 12 . 9 不对称三相电路
18
19
20
21
图 12 . 11
22
23
这个电路实际上是一个最简单的相序指示器，可测定相序。 当把可见，B相灯泡因承受1.5Ｕ的电压而较亮，C相灯泡暗。它接 在相序未知的三相电源上时，如果认定接电容C的一相为Ａ相，则 灯泡亮的一相为B相，灯泡暗的一相为C相。
7
图12.4 三相负载的连接形式
8
三相电路由三相电源、三相负载和连接电源和负载的三相输 电线组成， 如图 12 . 5 所示 。如果电源和负载都是对称的，三相 电路就称作是对称三相电路，否则称作不对称三相电路 。 三相电 路按电源和负载的连接形式可分为 Y-Y 连接， Y- △ 连接， △ -Y 连接， △ - △ 连接 4 种形式，其中 Z e 为输电线阻抗 。 在 Y-Y 连接中，如果电源中性点 N 负 载中性点 N′ 用 导线连 接， 其阻抗为 ZN ， 如图 12 . 5（ a ）中所示 。 这种连接形式又 称作三相四线制，其余各种连接形式均称作三相三线制。把负载 端的电压电流及其关系放到对称三相电路的计算一节中介绍 。
电工基础学习指导—三相交流电路
第五部份 三相交流电路一、学习目标与要求1．了解三相交流电的产生，理解对称三相电源的特点；2．掌握三相电源、三相负载的星形和三角形联结方法及相电压、相电流、线电压、线电流的关系，了解中性线的作用；3．熟悉三相对称电路的计算特点；4．熟悉几种典型三相不对称电路的计算；5．掌握对称三相电路功率的计算方法。
二、本章重点内容1．三相交流电路：由三个频率相同、最大值（或有效值）相等，在相位上互差1200电角的单相交流电动势组成的电路，这三个电动势称为三相对称电动势。
2．三相电源的输电方式：三相四线制（由三根火线和一根地线组成）通常在低压配电系统中采用；由三根火线所组成的输电方式称三相三线制。
3．三相电源星形联结时的电压关系：线电压是相电压的3倍，即 P L 3U U =4．三相电源三角形联结时的电压关系：线电压的大小与相电压的大小相等，即P L U U =5．三相负载星形联结时，无论有无中性线电压关系均为：P L 3U U = 若三相负载对称，则W V U L I I I I ===，有中性线时，中性线上流过的电流为 W V U N I I I I ++=若三相负载对称，则中性线上流过的电流为零。
若三相负载不对称，则中性线上有电流流过，此时中性线不能省略，决不能断开。
因此中性线上不能安装开关、熔断器。
6．三相负载三角形联结时，若三相负载对称，则电压、电流关系为： P L U U =P L 3I I =7．三相对称电路的计算，只需取其中的一相，按单相电路进行计算即可。
8．三相不对称电路的计算，根据负载不同的连接方式，对几种典型不对称其电路特点进行分析，找出其特点，然后分别进行计算。
9．三相电路的功率分为有功功率、无功功率和视在功率，有功功率为ϕcos P P P I U P = ϕϕϕcos cos cos 3P 3P 2P 2P P 11P 321I U I U I U P P P P ++=++=若三相电路对称，则 ϕcos 33P P P I U P P ==ϕcos 3L L I U P =无功功率为ϕsin 3L L I U Q =视在功率为 22L L 3Q P I U S +==如果三相负载不对称，三相的总功率等于分别计算的三个单相功率之和。
电力系统不对称故障的分析计算
第八章 电力系统不对称故障的分析计算主要内容提示：电力系统中发生的故障分为两类：短路和断路故障。
短路故障包括：单相接地短路、两相短路、三相短路和两相接地短路；断路故障包括：一相断线和两相断线。
除三相短路外，均属于不对称故障，系统中发生不对称故障时，网络中将出现三相不对称的电压和电流，三相电路变成不对称电路。
直接解这种不对称电路相当复杂，这里引用120对称分量法，把不对称的三相电路转换成对称的电路，使解决电力系统中各种不对称故障的计算问题较为方便。
本章主要内容包括：对称分量法，电力系统中主要元件的各序参数及各种不对称故障的分析与计算。
§8—1 对称分量法及其应用利用120对称分量法可将一组不对称的三相量分解为三组对称的三序分量（正序分量、负序分量、零序分量）之和。
设c b a F F F ∙∙∙为三相系统中任意一组不对称的三相量、可分解为三组对称的三序分量如下：()()()()()()()()()021021021c c c c b b b b a a a a F F F F F F F F F F F F ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙++=++=++= 三组序分量如图8-1所示。
正序分量： ()1a F ∙、()1b F ∙、()1c F ∙三相的正序分量大小相等，彼此相位互差120°，与系统正常对称运行方式下的相序相同，达到最大值的顺序a →b →c ，在电机内部产生正转磁场，这就是正序分量。
此正序分量为一平衡的三相系统，因此有：()()()111c b a F F F ∙∙∙++=0。
负序分量：()2a F ∙、()2b F ∙、()2c F ∙三相的负序分量大小相等，彼此相位互差120°，与系图 8-1 三序分量Fc(0) ·零序F b(0) ·F a(0) ·120°120° 120° 正序F b(1)·F a(1)·F c(1) ·ω120°120°120°负序 F a(2)·F c(2)·F b(2)·ω统正常对称运行方式下的相序相反，达到最大值的顺序a →c →b ，在电机内部产生反转磁场，这就是负序分量。
不对称三相电路的计算
不对称三相电路的功率： 不对称三相电路的功率：各相功率单独计算相加。
8
三相电路功率的测量
一表法：用于对称三相电路 一表法： （三相四线制）
∗
A B C N
∗
W
对 称 负 载
9
三相电路功率的测量
二表法：用于三相三线制的对称或不对称负载 二表法：
ɺ IA
+
+
ɺ UAC
−
− + −
ɺ UAB ɺ IB
13
例
3
如图所示对称三相电路，已知: 如图所示对称三相电路，已知: Z =8+j6 Ω, 线电压 Ul =380V, 负载吸收的平均功率 P = __________。 __________。 34656W 34656W
Ul 380 Ip = = = 38A | Z | 10
P = 3 l Il cosϕ U = 3×380× 3×38×0.8 = 34656W
C
N
ɺ UNN′
A
N′
2
B
例
1
在电源电压为380V的三相四线制的电路中，己知：A 在电源电压为380V的三相四线制的电路中，己知：A相 接有220V 60W的灯泡10个，B相接有220V 40W的灯泡20 接有220V、60W的灯泡10个，B相接有220V、40W的灯泡20 个，C相接有220V 20W的灯泡40个，求火线和中线电流， 个，C相接有220V、20W的灯泡40个，求火线和中线电流， 并画出相量图。
A Z B
Z
C
Z
2 或： P = 3I pR = 3×382 ×8 = 34656W
14
例
4
求图示电路中各表的读数。已知: 求图示电路中各表的读数。已知: Z1=-j10Ω, Z2=(5+j12)Ω, j10Ω =(5+j12)Ω 对称三相电路的线电压U 对称三相电路的线电压Ul =380V, 单相负载R吸收的功率 P 单相负载R =24200W。 =24200W。 * * A W 解：A1测三角形负 Z1 载的线电流
第七章 三相电路
g g g
对称时还有关系式：
I A 3 I AB 30 g g I B 3 I BC 30 g g I C 3 I C A 30
对称三相电路Y-Y联结时有以下特点：
1） 中线不起作用 。无论有无中线、中线阻抗为多大，N、N’两 点 均可用无阻抗的导线相连接，而不影响电路工作状态；
2）独立性。每相负载直接获得对称的电源相电压。各相电压、电
流只与本相的电源及阻抗有关，而与其它两相无关； 3）对称性。各相负载线电流、相电流均对称。可以只求一相，其 他两相由对称原则推出。
图7-3 三相电源的星形联接
电工基础
第二节 三相电源的连接
（３）对称电源星形连接时相电压与线电压间的关系：
& & U AB 3U A30 & 3U &30 U BC B & & U CA 3U C 30
图7-4
三相电源星形联接时的相量图
电工基础
第二节 三相电源的连接
& 2200 U & I A1 A 11 53.1o A Z1 12 j16 I& 11 173.1o A
B1 o I& 11 66 . 9 A C1
三角形连接负载Z2的相电压等于线电流为380V,ÙAB=380∠30oV,相电流为
& U 38030 & I AB AB 6.33 6.8o A Z AB 48 j 36 I& 6.33 126.8o A
三相电路的基本计算方法
三相电路的基本计算方法( 老头儿的博客)目录一.对称三相电路的计算方法 (1)1 计算三相对称电路的基本方法概述 (1)2. Y-Y 结线的三相对称电路的计算 (2)3. Y-Δ 结线的三相对称电路的计算 (3)4. 对称电源的转换和对称负载的转换 (5)5. Δ-Y 结线的三相对称电路的计算 (6)6. ∆-∆结线的三相对称电路的计算 (7)二．非对称三相电路的计算 (8)1. 有中性线的非对称三相四线电路的计算 (8)2. 无中性线的 Y-Y 非对称三相电路的计算 (9)3. ∆-∆结线的非对称三相电路的计算 (12)4．非对称三相负载结线的转换 (14)5. ∆-Y 和Y -∆形不对称三相电路的计算 (14)6．计算非对称三相电路计算方法的小结 (16)三．三相功率的计算方法和测量方法 (16)1. 对称三相电路的功率 (16)2 三相功率和三相电能的测量方法 (17)附：参考文献 (18)一. 对称三相电路的计算方法1．计算三相对称电路的基本方法概述所谓对称电路是指三相电路的各相负载相等、供电的三相电压也对称的情况。
在电力系统中，多数情况下是对称的电力系统。
计算对称的三相电路时，有许多方法可用。
最基本的方法是KVL 、KCL 、网孔法和节点电压法等。
但是，三相电路本身有很强的规律性，当计算对称的三相电路时，如果能善于利用这些规律，将可能使计算过程大为简化。
甚至可以把所有问题都作为单相电路计算。
计算对称的三相电路时，有以下事项需要考虑：① 计算时，首先要审视负载是怎样结线的。
至于电源是怎样结线的，是星形，还是三角形？并不重要。
因为只要知道了电源的线电压，我们都可以根据负载的结线方式对它的结线方式进行假设。
当然，如果在题目中已经明确了电源的结线方式，就没有必要进行假设了。
② 如果负载是星形结线的，可以假设电源的结线也是星形的。
因为计算三相电路时必须首先选定参考电压，选哪个呢？一般都是选线电压ab V ，因为不管是星形结线，还是三角形结线，其线电压的大小和方向都是一致的。
电力系统不对称故障
Fb 2
(b)
Fa 0
Fa 2
Fa
Fa1
Fc 2
Fa 0 Fb0 Fc0
(c)
Fc1
Fc 2
Fc
Fb1 Fc0
Fb 2
Fb
(d)
Fb0
注意：
➢ abc T 120 是一对一的线性变换。独立总变 量数不变。
➢ 这样的转换并非纯数学的，各序电流、电压 是客观存在的，可以测出。
➢ 变换是对相量进行的，不象dq0是对瞬时量 进行的。因此，零序看似相同，但实际不同。
U1n
U2n I10
U1N U2N
(b)
Z12 Z12 3Zn (1 k12 )2
中性点经阻抗接地的 Y0 / Y0 / 自耦变压器
转子不对称
+2f1 正
f=3f1
f=4f1
定子三相对称故障 定子三相不对称故障
(2)短路时定子有直流分量,短路后稳态时无
转子
dq对称
-f1 f=f1
dq不对称
+f1
f=3f1
-3f1 +3f1
定子 f=0
+2f1
f=2f1
-2f1
+4f1
f=4f1
-4f1
对称 不对称
结论
➢定子不对称、转子不对称时，包含奇、偶各次谐波。
(a)
(b)
在 Y 侧各绕组中虽然有零序感应电势，但因其中 性点不接地，零序电流不能形成通路，因此，零 序等值电路中 Y 侧端点将与外电路断开。
Y0 / Y0 接线
1
R1 jX1
•
U0
R2 jX 2 Rmo jX mo
两侧绕组中都可以有零序电流流过。即等值 电路中的两个端点都可以与外电路相连。
三相交流电路实验报告
中国石油大学（华东）现代远程教育实验报告一、实验目的答：1. 练习三相交流电路中负载的星形接法。
2. 了解三相四线制中线的作用。
二、实验原理答： 1. 对称三相电路中线、相电压和线、相电流的关系，三相电路中，负载的连接分为星形连接和三角形连接两种。
一般认为电源提供的是对称三相电压。
（1）星形连接的负载如图1所示：图1 星形连接的三相电路A、B、C表示电源端，N为电源的中性点（简称中点），N' 为负载的中性点。
无论是三线制或四线制，流过每一相负载的相电流恒等于与之相连的端线中的线电流：（下标I表示线的变量，下标p表示相的变量）在四线制情况下，中线电流等于三个线电流的相量之和，即端线之间的电位差（即线电压）和每一相负载的相电压之间有下列关系：当三相电路对称时，线、相电压和线、相电流都对称，中线电流等于零，而线、相电压满足：（2）三角形连接的负载如图2所示：其特点是相电压等于线电压：线电流和相电流之间的关系如下：当三相电路对称时，线、相电压和线、相电流都对称，此时线、相电流满足：2.不对称三相电路在三相三线制星形连接的电路中，若负载不对称，电源中点和负载中点的电位不再相等，称为中点位移，此时负载端各相电压将不对称，电流和线电压也不对称。
在三相四线制星形连接的电路中，如果中线的阻抗足够小，那么负载端各相电压基本对称，线电压也基本对称，从而可看出中线在负载不对称时起到了很重要的作用。
但由于负载不对称，因此电流是不对称的三相电流，这时的中线电流将不再为零。
在三角形连接的电路中，如果负载不对称，负载的线、相电压仍然对称，但线、相电流不再对称。
如果三相电路其中一相或两相开路也属于不对称情况。
3.三相负载接线原则连接后加在每相负载上的电压应等于其额定值。
三、实验设备答：1．灯箱一个(灯泡，220V，25W)(DG04-S)2．交流电压表一个(300V，600V)(DG053)3．交流电流表一个(5A、10A)(DG053)四、实验内容及步骤答：1．本实验采用线电压为220V的三相交流电源。
不对称三相负载
低压电网三相负载不对称的危害及消除措施 ( 2009/6/3 13:34 )1 造成三相负载不对称的原因正常情况下，各种单相负载（电灯、电扇、电视机、电冰箱、洗衣机等）连接在低压电力网中，一般说来，三相负载是不会对称的,这是因为在连接时，三相负载的分配很难做到平衡; 各个单相负载的开停时间不会做到同时; 在使用中每一相负载的增长速度也不相同，另外还存在着电焊机负载问题。
非正常情况下，三相负载不对称尤为严重,其原因有配电变压器高（低）压侧发生一相或两相断线或接地故障; 配电变压器分接开关接触不良或高（低）压侧接头、绕组故障; 配电变压器高（低）压侧一相或两相熔断器熔断电动机绕组中有一相或两相发生故障。
2 三相负载不对称的最大限值2.1三相负载不对称度的计算公式:b= Imax-Iar ×100% (1)式中，b——不对称度; Imax——三相电流中最大一相电流值; Iar——三相平均电流需要指出的是，有的书中关于三相负载不对称度的计算公式和标准说法不一致，如: b= IN ×100% （2）式中，b——不对称度; IN——中性线中的电流值。
显然，式（2）是以中性线中的电流占三相平均电流的百分比来计算的，严格地讲，三相负载对称与否，应该包括三相负载的阻抗值和阻抗角两个内容，反映在电流上就是三相电流的值和相位两个内容，不能取决于中性线中电流的有无，所以计算三相负载不对称度用式（1）更为适宜。
2.2在三相三线制系统中，一般要求异步电动机任一相电流与三相电流平均值的偏差不超过10%。
2.3在三相四线制系统中，三相负载不对称度在电源侧不得大于10%，在负载侧不得大于20%。
2.4在DL/T572《电力变压器运行规程》中规定: 接线组别Y-yno的配电变压器中性线的不平衡电流不得超过配电变压器额定电流的25%，这主要是从配电变压器安全运行的角度考虑的。
3 低压三相负载不对称对电网及设备的影响3.1三相负载不对称会使配电变压器损耗增大，降低变压器的出力。
电路各实验思考题
戴维宁定理1.举例说明测量一个线性有源二端网络的开路电压oc U 和等效入端电阻0R 的两种方法。
答：测开路电压oc U ：方法一：直接测量在有源二端网络输出端开路时，直接用电压表接开路两端，即可测其输出端的开路电压oc U 。
方法二：零示法 （如右图所示）在有源二端网络输出端外加一个与oc U 反向的可调的稳压源U 。
慢慢调节稳压源U ，使被测电路中的电流表示数为零。
根据补偿法可知oc U 等于稳压电源电压U 。
（如右图所示）测等效入端电阻0R方法一：开路电压、短路电流法在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压oc U ，然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流SC I ，则等效内阻为： SCoc I U R =0 因此，只要测出有源二端网络的开路电压oc U 和短路电流SC I ,0R 就可得出，这种方法最简便。
但是，对于不允许将外部电路直接短路的网络（例如有可能因短路电流过大而损坏网络内部的器件时），不能采用此法。
方法二：外加电源法令含源一端口网络中的所有独立电源置零，然后在端口处加一给定电压U ，测得流入端口的电流I （如右图）,则： IU R =0 也可以在端口处接入电流源I ＇，测得端口电源U ＇（如右图），则：''0IU R =2.通常直流稳压电源的输出端不允许短路，直流恒流源的输出端不允许开路，为什么？如果电压源短路，会把电源给烧坏，相当于负载无限小，功率RU P 2=为无穷大。
如果电流源开路，相当于负载无穷大，那么功率R I P 2=为无穷大，也会烧坏电流源。
3.电压源与电流源的外特性为什么呈下降趋势，稳压源和恒流源的输出在任何负载下是否保持恒值？因为电压源有一定内阻，随着负载的增大，内阻的压降也增大，因此外特性呈下降趋势。
电流源实际也有一个内阻，是与理想恒流源并联的，当电压增加时，同样由于内阻的存在，输出的电流就会减少，因此，电流源的外特性也呈下降的趋势。
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电路理论
不对称三相电路
不对称三相电路
导致三相电路不对称的原因有：
电源不对称，包括：幅值不相等或相位差不相等 负载不对称
线路不对称，如端线阻抗不相等
不对称三相电路分析方法
——作为复杂正弦稳态电路来分析 结点方程
网孔或回路方程
相量图
不对称三相电路中有哪些值得我们留意的特点呢？不对称三相电路中有哪些值得我们留意的特点呢？
AN
a a U I Z =
A C
B a Z b Z c
Z N
n 【例1】电源对称，负载不对称，有中线。
确定负载相电流。
BN
b b U I Z =
CN
c c
U I Z =
有中线时：负载相电压对称，相电流不对称。
a
I b
I c
I 有中线
N a b c 0
I I I I =++≠N
I
【例2】电源对称，负载不对称，无中线。
确定负载相电流、相电压。
a b b n ()Y Y Y U ++B
U C
U A
U n
U a a A n ()
I Y U U =-b b B n ()
I Y U U =-c c C n ()
I Y U U =-无中线时：负载相电压不对称，相电流不对称。
a I b
I c
I a A b B b C Y U Y U Y U ---0
=列写n 的结点方程：
无中线
参考点
n
N
Z c
Z b Z a B C
A
n
N
Z c
Z b Z a B C
A n C
B
A
N
C
B
A
N
n
n
负载不对称时，用中线来保证负载每相电压相等。
居民用电必须有中线。
如果中线因故障
而断开，负载某些相，就会因电压超过额定值而损坏。
安装过流保护装置，如空气开关时，中线上，要么不装，要么装上与端线联动的过流保护。
过流保护
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A C
B N
AN
a1a
U I Z =
第1组：不对称星形负载，有中线
【例3】电源对称，确定负载线电流。
感性对称负载
P ，cos ϕ
a Z
b Z c
Z 1
n AN 0U U =∠︒
第2组：对称负载，无中线
第3组：单相负载
线电流不对称，相电压对称！线电流对称，相电压也对称！a23cos P
I U ϕ
ϕ
=∠-CN
c3U I Z
=
Z
l
Z l Z l
Z a1I b1I c1I a2I b2I c2
I c3
I 2.负载并联工作
U Cn
︒
30U Bn
︒
30n C
B
A
N
Z
Z
Z U A U C
U B B
N
A
n
C
【例4】确定负载A 相开路、A 相短路时，负载的相电压。
-
+
-+
-+
负载A 相开路
===U U U l 2
190V 1
Bn Cn
对称三相电源的电压
=U l 380V
=∠︒=U U 3290V
2
3An
AN
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负载A 相短路
N
A
B
C
n
Bn
U 30︒
30︒
Cn
U 30︒
Bn Cn
380V
l U
U
U ==
=【例4】确定负载A 相开路、A 相短路时，负载的相电压。
对称三相电源的电压
N
n
D
U oc
︒
30︒
30︒
30N
C
B
A
R
R
n
C
D Z eq
U oc
n
A
-X C
j B C
A =U U 1.5oc AN -+
【例5】测定电源的相序。
电源线电压为380V 。
220V 15W
灯泡
无极性电容
确定电容以外电路的等效电路：=Z R
0.5eq 画出等效电路的相量图：
-
+
-+-+>U U Bn Cn
开路电压为A 相开路时的U An
4.电源相序测量
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居民用户，多数负载为单相负载，尽管在规划设计时，将这些单相负载尽量对称分布到3相，但是，负载使用的时间不同步，总是不对称的，要采用四线制，且中线不能单独开断。
我们常用的插座
：
端线火线中线零线地线•左边为端线、右边为中线，
中间为地线。
•地线是从附近掩埋在地下的
导体引出的一条线。
•出于安全考虑，家用电器的
外壳要与地线相连。
本讲小结
2018/10/511。