3、第三章三相交流电路和安全用电(环)
合集下载
三相交流电路
eC
ωt
若用相量及相量图表示，则为： 若用相量及相量图表示，则为：
& = E∠00 EA & E B = E ∠ − 120 & = E ∠ 120 0 E
C
0
满足这种关系的三 相交流量称为对称 的三相交流量。 的三相交流量。
& EC
& & EB + EC
& EA
& & & EA + EB + EC = 0
BN
& UAN(Up )
& UBN
1 0 Ul = U p cos30 2 Ul = 3U p
& −UCN U & BC
& = U −U = 3U ∠300 & U BC & BN & CN BN & = U −U = 3U ∠300 & UCA & CN & AN CN
& = 3U ∠300 & U AB AN
相电流(负载中的电流 相电流 负载中的电流) 负载中的电流
（1）负载不对称时，各相单独计算。 ）负载不对称时，各相单独计算。
& U AB = U l ∠0 0 & = U ∠ − 120 0 U BC l & = U ∠120 0 U
CA l
& = 1 U ∠ − 300 = U ∠ − 300 U AN l p 3 & = 1 U ∠ − 1500 = U ∠ −1500 U BN l p 3 & = 1 U ∠900 = U ∠900 U CN l p 3
星形联接（ ） 星形联接（Y） 三相交流电源的联接 三角形联接（ 三角形联接（△）
三相交流电路
火线间电压称为线电压。
U UV U U U V U VW U V U W U WU U W U U
U
－U
WU
U
U
30°
W
UV 30°
W
U UV
30°
U U
U－ V
－U W
U VW
由相量图可得： Ul 3U p
U UV 3U U30 3U p30
U
－U
WU
U
U
30°
W
UV 30°
U UV
I V
3Ul Il cosz IUV
30°IVW
30°IUV IU
IWU
第三节 不对称三相电路的计算
一、星形连接的三相不对称负载 *三相四线制 *一相一相计算 通过各相负载的电流：
中线电流：
二、三角形连接的三相不对称负载 各相负载的相电流及线电流： 三相负载不对称，则相电流、线电流也不对称。
视在功率： S 3Ul Il
30°
U U
U－ V
U VW 3U V30 3U p 90
－U W
U VW
U WU 3U W30
3U p150 可见，三个线电压幅值相
同，频率 相同，相位相120
三相电源的三角形连接
三角形连接：将三相 绕组的首、末端依次 相连，从3个点引出3
条火线。
Ul U p
此种接法如一相接反， 将造成严重后果。
关于零线的结论
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相制供电，而且必须保证零线可靠。
U UV U U U V U VW U V U W U WU U W U U
U
－U
WU
U
U
30°
W
UV 30°
W
U UV
30°
U U
U－ V
－U W
U VW
由相量图可得： Ul 3U p
U UV 3U U30 3U p30
U
－U
WU
U
U
30°
W
UV 30°
U UV
I V
3Ul Il cosz IUV
30°IVW
30°IUV IU
IWU
第三节 不对称三相电路的计算
一、星形连接的三相不对称负载 *三相四线制 *一相一相计算 通过各相负载的电流：
中线电流：
二、三角形连接的三相不对称负载 各相负载的相电流及线电流： 三相负载不对称，则相电流、线电流也不对称。
视在功率： S 3Ul Il
30°
U U
U－ V
U VW 3U V30 3U p 90
－U W
U VW
U WU 3U W30
3U p150 可见，三个线电压幅值相
同，频率 相同，相位相120
三相电源的三角形连接
三角形连接：将三相 绕组的首、末端依次 相连，从3个点引出3
条火线。
Ul U p
此种接法如一相接反， 将造成严重后果。
关于零线的结论
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相制供电，而且必须保证零线可靠。
三相交流电路和安全用电
三相交流电路的工作原理
三个相位差为120度的正弦波 产生旋转磁场 产生交流电
03 三相交流电路的特点
电压和电流的特点
电压特点：三个相电压具有相同幅值、频率和相位 电流特点：三相电流具有相同幅值、频率和相位
功率的特点
功率因数：三相交流电路的功率因数比单相交流电路高 功率平衡：三相交流电路中各相的功率基本平衡 功率消耗：三相交流电路的功率消耗比单相交流电路低 节能效果：三相交流电路的节能效果比单相交流电路好
三相交流电是由三 相发电机产生的， 三相发电机有三个 绕组，每个绕组产 生一个交流电势。
三相交流电路的组成
三相电源：由三个单相交流电源组成，频率相同，相位互差120度 三相负载：电动机、发电机、变压器等 三相导线：三根相线（L1、L2、L3）和一根中性线（N） 三相电源与负载之间的连接方式：星形连接和三角形连接
05 安全用电的基本知识
安全用电的意义
保障人身安 全
延长设备使 用寿命
防止电气火 灾
保证正常用 电秩序
触电的原因和危害
触电原因：人 体直接或间接 接触到带电体
触电危害：电 流通过人体， 造成伤害甚至
危及生命
Байду номын сангаас
安全用电措施： 使用绝缘材料、 避免接触裸露 电线、遵守安 全用电规范等
触电急救方法： 切断电源、进 行人工呼吸、 拨打急救电话
源消耗。
合理使用空调 和采暖设备： 在冬季和夏季， 合理使用空调 和采暖设备， 避免过度使用 导致能源浪费。
推广绿色建筑： 采用绿色建筑 材料和设计， 提高建筑物的 保温、隔热性 能，减少能源
消耗。
推广可再生能 源：利用太阳 能、风能等可 再生能源，减 少对传统能源 的依赖，降低
第3章三相交流电路
uC +
C
O
–Um
2
t
对称三相电压的波形图
对称三相电压相量图
三相交流电压出现正幅值 (或相应零值)的顺序称为相序。
A→B→C→A→ ，称为
正相序（正序或顺序）。
反之，B→A→C→B→或 C→B→A→C→，称为反相序
（反序或逆序）
•
UC 120°
120°
•
UA
120°
•
UB
分析问题时一般都采用正相序。
•
•
IC
UC ZC
U P120
Z
Il 120
φA= φB = φC = φ 线电流也对称
中线电流，I• N
•
I A
•
IB
•
IC
0
为零
iA
+
对称负载电压电流相量图
uA
N –– – uB
+ uC
+
iN
Z
•
UC •
N
Z
IC
iB
Z
•
IB
iC
•
UB
•
UA
•
IA
负载对称时，中线电流为 零，所以可以去掉中线，成 为三相三线制电路。
生感应电动势 e ，其方向为由
AX。
合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，
线圈两端便可得到单相交流电动势。
eAX = 2E sinω t
交流发电机
三相交流发电机组成
电枢，亦称定子 磁极，亦称转子
Y
•
定子中放三个线圈：
A 定子
•
S
Z
C
O
–Um
2
t
对称三相电压的波形图
对称三相电压相量图
三相交流电压出现正幅值 (或相应零值)的顺序称为相序。
A→B→C→A→ ，称为
正相序（正序或顺序）。
反之，B→A→C→B→或 C→B→A→C→，称为反相序
（反序或逆序）
•
UC 120°
120°
•
UA
120°
•
UB
分析问题时一般都采用正相序。
•
•
IC
UC ZC
U P120
Z
Il 120
φA= φB = φC = φ 线电流也对称
中线电流，I• N
•
I A
•
IB
•
IC
0
为零
iA
+
对称负载电压电流相量图
uA
N –– – uB
+ uC
+
iN
Z
•
UC •
N
Z
IC
iB
Z
•
IB
iC
•
UB
•
UA
•
IA
负载对称时，中线电流为 零，所以可以去掉中线，成 为三相三线制电路。
生感应电动势 e ，其方向为由
AX。
合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，
线圈两端便可得到单相交流电动势。
eAX = 2E sinω t
交流发电机
三相交流发电机组成
电枢，亦称定子 磁极，亦称转子
Y
•
定子中放三个线圈：
A 定子
•
S
Z
第三章 三相交流电路
第3章三相交流电路3.1 三相交流电源判断题1. 三相电源的相序就是交流电的瞬时值到达最大值的顺序。
（√）2. 三相电源有正序（顺序）和反序（逆序）之分。
（√）3. 相线与中性线之间的电压称为相电压。
（√）4. 相线与相线之间的电压称为线电压。
（√）5. 相线与中性线之间的电压称为线电压。
（×）6. 相线与相线之间的电压称为相电压。
（×）7. 三相四线制电源中，相电压等于线电压的3倍。
（×）8．三相四线制电源中，线电压等于相电压的3倍。
（√）9. 线电压是指火线与零线之间的电压。
（×）10. 相电压是指火线与零线之间的电压。
（√）11. 三相对称电压就是三个频率相同、幅值相等、相位互差120°的三相交流电压。
（√）选择题1．(2分) 已知对称三相电源的相电压u A=10sin(ωt+60°)V，相序为A-B-C，则当电源星形联接时线电压u AB为_____V。
A. 10sin(ωt+90°)B. 17.32sin(ωt+90°)C. 17.32sin(ωt-30°)D. 17.32sin(ωt+150°)正确答案是B，本题涉及的知识点是：三相交流电源线电压与相电压的关系。
2．(2分) 对称正序三相电源作星形联接，若相电压u B=100 sin(ωt- 30°)V，则线电压u AB=__ V。
A. 100 3sin(ωt+120°)B. 1003sin(ωt-60°)C. 1003sin(ωt-150°)D. 100 3sin(ωt-150°)正确答案是A，本题涉及的知识点是：三相交流电源线电压与相电压的关系。
3．(2分)在正序对称三相电压中，u A=U2sin(ωt-90°)，则接成星形时，其线电压u AB为_____。
A. U6sin(ωt+30°)B. U6sin(ωt-60°)C. U2sin(ωt-30°)D. U2sin(ωt+60°)正确答案是B，本题涉及的知识点是：三相交流电源线电压与相电压的关系。
电工学第三章三相电路
B
iA iN iB RC
RA
N
RB
iC
N I A I B I C 0 I
一、负载的星形联结 二、负载的三角形联结
交流电路中的用电设备，大体可分为两类： 一类是需要接在三相电源上才能正常工作
的叫做三相负载 ,如果每相负载的阻抗值和阻抗
角完全相等，则为对称负载，如三相电动机。
另一类是只需接单相电源的负载，它们可
以按照需要接在三相电源的任意一相相电压或 线电压上。对于电源来说它们也组成三相负载， 但各相的复阻抗一般不相等，所以不是三相对 称负载。如照明灯。
二、三相电源的连接
1、星形联结 把三相绕组的尾端 XYZ 接成一点。 而把首端 A、B、C 作为与外电路相联接的端点。 这种 联接方式称为电源的星形联结。
中性点 U A 或零点
+
–
N
– U C
+
– + U B
+ U A – – – U B +
+
U AB
–
A 相线（火线）
相电 压
一、三相对称正弦电动势
1.三相交流发电机主要组成部分： 电枢（是固定的，亦称定子）：定子铁心内圆周表面 有槽，放入三相电枢绕组。 A B C 磁极 （是转动的，亦称转子） A
Y
– + S
Z
n
+
B
绕 组
A
X
X Y Z
三相绕组
单相绕组
N
C
铁 心
+
+ X
三相绕组的三相电动势 幅值相等, 频率相同, 彼 此之间相位相差120°。
U C
+
iA iN iB RC
RA
N
RB
iC
N I A I B I C 0 I
一、负载的星形联结 二、负载的三角形联结
交流电路中的用电设备，大体可分为两类： 一类是需要接在三相电源上才能正常工作
的叫做三相负载 ,如果每相负载的阻抗值和阻抗
角完全相等，则为对称负载，如三相电动机。
另一类是只需接单相电源的负载，它们可
以按照需要接在三相电源的任意一相相电压或 线电压上。对于电源来说它们也组成三相负载， 但各相的复阻抗一般不相等，所以不是三相对 称负载。如照明灯。
二、三相电源的连接
1、星形联结 把三相绕组的尾端 XYZ 接成一点。 而把首端 A、B、C 作为与外电路相联接的端点。 这种 联接方式称为电源的星形联结。
中性点 U A 或零点
+
–
N
– U C
+
– + U B
+ U A – – – U B +
+
U AB
–
A 相线（火线）
相电 压
一、三相对称正弦电动势
1.三相交流发电机主要组成部分： 电枢（是固定的，亦称定子）：定子铁心内圆周表面 有槽，放入三相电枢绕组。 A B C 磁极 （是转动的，亦称转子） A
Y
– + S
Z
n
+
B
绕 组
A
X
X Y Z
三相绕组
单相绕组
N
C
铁 心
+
+ X
三相绕组的三相电动势 幅值相等, 频率相同, 彼 此之间相位相差120°。
U C
+
第3章三相交流电路及安全用电知识
表，你能用这些器件确定三相四线制供电线路中的火线和零线
吗？应该怎样做？
•2.三相供电线路的电压是380V，则线电压是多少？相电压又
是多少？
•3.三相电源绕组星接，设其中某两相间的电压
•
V，试写出其余两个线电压和三个相电压
的解析式。
•4.三相电源绕组连接成星形，已知三相绕组的感应电压对称。
实际测量的结果
第3章三相交流电路及安全用电知识
•3.3 三相电路的电功率及安全用电知识
•3.3.1 三相电路的功率 •不论负载联接方式如何，总的功率必定等于三相功率之和：
•若三相负载对称，三相总功率是各相功率的三倍，即
第3章三相交流电路及安全用电知识
•3.3.1 三相电路的功率
•【例3.5】 一台三相异步电动机，铭牌上额定电压是220/380V， 接线是△/ㄚ接，额定电流是11.2/6.48A，cosΦ=0.84。试分别求 出电源线电压为380V和220V时，输入电动机的电功率。 •【解】①UL=380V时，按名牌规定电动机定子绕组应ㄚ接：
UAB=380V,UBC=UCA=220V,UA=UB=UC=220V。问线路连 接上出现了什么问题？
•5.三相绕组角接，不慎将一相绕组的首尾端接反，会产生什
么后果？为什么？
•6.试述三相四线制供电的优越性。
第3章三相交流电路及安全用电知识
•3.2 三相电路中负载的连接方式
三相负载：需要接在三相电源上才能正常工作的负载，由三 部分组成，其中每一部分叫做单相负载。 对称三相负载：每相负载的阻抗值和阻抗角完全相等，如三 相电动机。 不对称三相负载： 不满足每相负载的阻抗值和阻抗角完全相 等，如由单相负载组成的三相负载。 三相负载的连接方式：有 Y和 两种接法，至于采用哪种方 法 ，要根据负载的额定电压和电源电压确定。
三相交流电路_教学课件
为三相负载的三角形接法。每相负载两端的电压都是电源的线
电压，每项负载中流过的电流为相电流，流过端线上的电流为
线电流。
各相电流的有效值为：IUV U UV ， IVW U VW ， IW UU WU
ZUV
ZVW
ZWU
由基尔霍夫定律可确定线电流和相电流的关系
•
•
•
U←
•
IU
I U I UV - I WU
PPT学习交流
6
三相电源的星形连接
中点 或零点
将发电机三个定子绕组的末端连在一起引出的一根导线 称为中性线N（中性线接地时称为零线）；三个绕组的 始端U1，V1，W1分别引出的三根导线称为端线（相线 或火线）。
U1
UU
UUV
L1 火线
线电 压
N W1
相电 压
UV
UWVN 中线或零线
V1
UW UVW
L2 火线
L3 火线
三相四线制
PPT学习交流
7
三相电源的星形连接
由三根端线和一根中线组成的供电方式称为三相四 线制，只有三根端线组成的供电方式称为三相三线制。
电源每相绕组两段的电压，即端线与中线之间的电压
称为电源相电压。参考方向规定为从绕组始端指向末端， 分别用UU,UV,UW表示，其有效值用UP表示。
汽车电工电子技术基础
汽车电工电子技术基础
PPT学习交流
1
PPT学习交流
2
三相正弦交流电路
生活 用电
单向交流 电
常见的两种电
生产 用电
三相交流 电
灯泡
计算机 电冰箱 电梯
机床
起重机
三相正弦交流电路
主要内容 一、三相交流电源的星形连接（重点） 二、三相负载的连接（重点） 三、三相交流电路的功率（了解） 四、安全用电（了解）
电压，每项负载中流过的电流为相电流，流过端线上的电流为
线电流。
各相电流的有效值为：IUV U UV ， IVW U VW ， IW UU WU
ZUV
ZVW
ZWU
由基尔霍夫定律可确定线电流和相电流的关系
•
•
•
U←
•
IU
I U I UV - I WU
PPT学习交流
6
三相电源的星形连接
中点 或零点
将发电机三个定子绕组的末端连在一起引出的一根导线 称为中性线N（中性线接地时称为零线）；三个绕组的 始端U1，V1，W1分别引出的三根导线称为端线（相线 或火线）。
U1
UU
UUV
L1 火线
线电 压
N W1
相电 压
UV
UWVN 中线或零线
V1
UW UVW
L2 火线
L3 火线
三相四线制
PPT学习交流
7
三相电源的星形连接
由三根端线和一根中线组成的供电方式称为三相四 线制，只有三根端线组成的供电方式称为三相三线制。
电源每相绕组两段的电压，即端线与中线之间的电压
称为电源相电压。参考方向规定为从绕组始端指向末端， 分别用UU,UV,UW表示，其有效值用UP表示。
汽车电工电子技术基础
汽车电工电子技术基础
PPT学习交流
1
PPT学习交流
2
三相正弦交流电路
生活 用电
单向交流 电
常见的两种电
生产 用电
三相交流 电
灯泡
计算机 电冰箱 电梯
机床
起重机
三相正弦交流电路
主要内容 一、三相交流电源的星形连接（重点） 二、三相负载的连接（重点） 三、三相交流电路的功率（了解） 四、安全用电（了解）
三相交流电路
1.1.1 三相交流电源
（1）在同一尺寸下，三相发电机发出的功率大; 在同一尺寸下，三相发电机发出的功率大; （2）在输出距离和功率一定时，采用三相制可以节约 有色金属； （3）三相交流电动机等用电设备结构简单，性能良好， 价格便宜。 组成三相交流电路的每一相电路都是单相交流电 路。整个三相交流电路则是由三个单相交流电路所 组成的复杂电路，它的分析方法是以单相交流电路 的分析方法为基础的。
三相发电机的每一相绕组产生的电动势都 是独立的电源。将此独立电源的三个绕组 以一定的方式联接起来就构成三相电源。 三相电源通常有两种联接方式。一种方式 是星形（也称Y形）联接，另一种方式是三 角形（也称△形）联接。对三相发电机来 说，通常采用星形联接，但三相变压器也 有接成三角形的。
星形联接时，三相电 源的每一相线与中线 构成一相，其电压称 为相电压，即每相绕 组的电压，常用 UA,UB,UC 表示 ；而端 线之间的电压称为线 电压，用UAB,UBC,UCA 表示。
2.4.2三相负载的组成与连接
由于三相电流对称，而中线电流 IN=IA+IB+IC=0即中线中无电流。若对称 Y—Y联接电路中无中线，即 ZN= ∞时，由 节点法分析可知UNN’=0 即负载中点与电 源中点仍然等电位，注意前提是对称Y—Y 联接，此时每相电路仍然是独立的。因此， 电路计算仍可用三相四线制的计算方法， 即采用计算一相，推知其它两相的方法。
负载三角形联接时，设三相负载相同， 每相负载阻抗为Z=|Z|/ϕ ，其负载线电流 IA,IB,IC; 相电流 Iab,Ibc,Ica 其方向如图2-45所示。 设UAB=Ul/0°V，当忽略输电线阻抗时，负载 线电压等于电源线电压。负载的相电流为: Iab=Uab/Z=UAB/Z=Ul/|Z |/-ϕ Ibc=Ubc/Z=UBC/Z=Ul/|Z |/-ϕ-120° ( 2-72） Ica=Uca/Z=UCA/Z=Ul/|Z |/-ϕ+120°
汽车电工与电子基础教材讲义讲稿 第3章 三相交流电路主要内容精讲
电压, 正常工作。
2) 中性线断开
2
变为单相电路，如图(2)所示 3
由图（2）可求得
I U23 380 19 A R2 R3 10 10
U2 IR 219 10 190 V
U3 IR 3 19 10 190 V
R1
N
R3
R2
(1)
I
2 +
U–´1 U–+´2
+
+ + – L1
e1 – +eW3–VU–e2 +
中性点
U1
–
U12
N
–
U2
+ +
U31 L2
U3 U23
L3
由
U12 = U1 － U2
相
量
U23 = U2 － U3
图
U31 = U3 － U1
可 得
相量图
U3
U2
30°
U2 U12 U 23 U31
U12
U1
3U1 3U 2 3U 3
变为单相电路
I2 变为 1/2 IP，所以 12、
1
23 相的功率变为原来的1/4 。 P = 1/4 P12+ 1/4 P23 +P31
I2
Z12
I1
Z31
= 0.375 W+ 0.375 W+ 1.5 W
Z23
= 2.25 kW
3
例2：某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼所 有电灯都突然暗下来，而第一层楼电灯亮度不变， 试问这是什么原因？这楼的电灯是如何联接的？同 时发现，第三层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些， 这又是什么原因？
好 第三章三相交流电
I1
U1
N
U2
U3
L2
iN i2 i3
Z3
Z1
N
Z2
U1 220 220 44 36.9 A Z1 4 j3 5 36.9
L3
中线电流为 U 2 220 120 I2 44 120 A I N I 1 I2 I 3 Z2 5 U 3 220 120 220 120 44 36.9 44 120 I3 Z3 6 j8 10 53.1 22 173.1 62.5 97.1 A
i2
i3 I3
•
u23
L3
i23
I31
•
若负载对称，即 • I l 3I p I2 Z 12 Z 23 Z 31 Z I1 3I12 30o I 2 3I 23 30o I 3 3I 31 30o
30O
I12 I1
•
•
I23
i1
i31
Z Z Z
i12
i2 i3
i23
则线电流为： I l
3I P 3 38 65.8A
注意 三相负载采用何种联接方式由负载的额定电压决定。 当负载额定电压等于电源线电压时采用三角形联接； 当负载额定电压等于电源相电压时采用星形联接。
3.4 三相电路 的功率
3.4.1
有功功率
380 I2 I3 0.95A(灯亮） 400 (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、相电流。 中线上不允许接开关或熔断器 因有中线，其余两相未受影响，电压仍为220V。 但1 相短路电流很大将熔断器熔断。
U1
N
U2
U3
L2
iN i2 i3
Z3
Z1
N
Z2
U1 220 220 44 36.9 A Z1 4 j3 5 36.9
L3
中线电流为 U 2 220 120 I2 44 120 A I N I 1 I2 I 3 Z2 5 U 3 220 120 220 120 44 36.9 44 120 I3 Z3 6 j8 10 53.1 22 173.1 62.5 97.1 A
i2
i3 I3
•
u23
L3
i23
I31
•
若负载对称，即 • I l 3I p I2 Z 12 Z 23 Z 31 Z I1 3I12 30o I 2 3I 23 30o I 3 3I 31 30o
30O
I12 I1
•
•
I23
i1
i31
Z Z Z
i12
i2 i3
i23
则线电流为： I l
3I P 3 38 65.8A
注意 三相负载采用何种联接方式由负载的额定电压决定。 当负载额定电压等于电源线电压时采用三角形联接； 当负载额定电压等于电源相电压时采用星形联接。
3.4 三相电路 的功率
3.4.1
有功功率
380 I2 I3 0.95A(灯亮） 400 (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、相电流。 中线上不允许接开关或熔断器 因有中线，其余两相未受影响，电压仍为220V。 但1 相短路电流很大将熔断器熔断。
电工电子技术3三相交流电路
2 2
其中容性Q为负值
( VA )
退出 跳转到第一页
电工与电子技术
例： 对称三相三线制的线电压
U l 100
3V ，
每相负载阻抗为 Z 10 60 °Ω ，求负载为星形及三 角形两种连接情况下的电流和三相功率。
解 ： （ 1） 负 载星 形 连 接时 ， 相 电压 的 有 效值 为 ：
p
z U Z
p
U p 120 Z z U p 120 Z z
U Z
( 120 z )
p
(120 z )
I A I B IC 0
中线中没有电流。
P 3 P p 3U p I p cos z 3U l I l cos z
3.1.1 对称三相交流电
三相电源由三相交流发电机产生的。在 三相交流发电机中有3个相同的绕组。3个绕 阻的首端分别用A、B、C表示，末端分别用X、 Y、Z表示。这3个绕组分别称为A相、B相、 C相，所产生的三相电压分别为： 退出
跳转到第一页
电工与电子技术
uA uB uC 2U 2U 2U
退出 跳转到第一页
电工与电子技术
二、伤害程度与电流强度之间的关系
对于工频交流电，按照人体对所通过大小不同的电流所呈 现的反应，通常可将电流划分为三级。
名称
感知电流 摆脱电流
定义
引起感觉的最小电流 人触电后能自主摆脱电源的最大电流
大小
男子
1.1mA 9mA
女子
0.7mA 6mA
致命电流
在较短时间内引起心室颤动、危及生 命的电流
3 I AB 30 3 I BC 30 3 I CA 30
其中容性Q为负值
( VA )
退出 跳转到第一页
电工与电子技术
例： 对称三相三线制的线电压
U l 100
3V ，
每相负载阻抗为 Z 10 60 °Ω ，求负载为星形及三 角形两种连接情况下的电流和三相功率。
解 ： （ 1） 负 载星 形 连 接时 ， 相 电压 的 有 效值 为 ：
p
z U Z
p
U p 120 Z z U p 120 Z z
U Z
( 120 z )
p
(120 z )
I A I B IC 0
中线中没有电流。
P 3 P p 3U p I p cos z 3U l I l cos z
3.1.1 对称三相交流电
三相电源由三相交流发电机产生的。在 三相交流发电机中有3个相同的绕组。3个绕 阻的首端分别用A、B、C表示，末端分别用X、 Y、Z表示。这3个绕组分别称为A相、B相、 C相，所产生的三相电压分别为： 退出
跳转到第一页
电工与电子技术
uA uB uC 2U 2U 2U
退出 跳转到第一页
电工与电子技术
二、伤害程度与电流强度之间的关系
对于工频交流电，按照人体对所通过大小不同的电流所呈 现的反应，通常可将电流划分为三级。
名称
感知电流 摆脱电流
定义
引起感觉的最小电流 人触电后能自主摆脱电源的最大电流
大小
男子
1.1mA 9mA
女子
0.7mA 6mA
致命电流
在较短时间内引起心室颤动、危及生 命的电流
3 I AB 30 3 I BC 30 3 I CA 30
航海电工基础 第3章
▪ 负载对称时 ZU ZV ZW Z I&U I&V I&W 0
答：Y形连接，三相完全对称时，零线可以取消。称为三 相三线制。
三相三线制供电时，若各相负载不相等，将如何？
EU
N
EW
EV
已知：
E&U 2200 E&V 220 120 E&W 220 240
▪ 解：
因为
Up
Ul 3
380 3
220 V
Z 3 j4 553.1
U&UN 2200 U&VN 220 120 U&WN 220120
I&U I&UN
U&UN Z
2200 553.1
44 53.1A
I&V I&VN 44 53.1 120 44 173.1A
Il 3Ip 30
IW UWU
IWU
IVW UVW
IUV
UUV
IU
负载三角形接法的特点
▪ 负载对称三角形接法，负载两端的电压等于电源的线
电压；线电流是相电流的 3 倍，相位落后对应的相电
流30°。 ▪ △形联接没有零线，只能配接三相三线制电源，无论
负载平衡与否各相负载承受的电压均为线电压380V； ▪ 各相负载与电源之间独自构成回路，互不干扰； ▪ 由于三相负载不对称，三相电流也不对称。线电流自
▪ 2. 三相电源的三角形接法 当三相绕组的两端依次首尾相连，每个绕组构成三角形 的一个边，而连接点向外引出端线，这种接法就称为三 角形接法。
第三章 三相交流电讲解
三角形联接时，各相负载的相电压就等于三相电源
的线电压。它是对称的，各相负载两端的电压也能保持
3.2 对称三相电路的计算
对称，因此三角形联接时负载的相电流也可以根据相量
形式的欧姆定律逐相分别进行计算。
Iab=Uab/Zab=UAB/Zab; Ibc=Ubc/Zbc=UBC/Zbc; Ica=Uca/Zca =UCA/Zca. 相电流的有效值为 Iab=Uab/Zab；Ibc=Ubc/Zbc; Ica=Uca/Zca 各个相电流与相应电压之间的相位差为:
UAB=√3UA，UBC=√3UB，UCA= √3UC，因为各相
电压的有效值相等即UA=UB=UC=Up，各线电压的有效
值也相等，UAB=UBC=UCA=Ul。Ul=√3Up。
3.1 三相交流电源
综上所述,可知各线电压在数值上等于相电压的√3倍, 在相位上互差120°,线电压也是对称的.因此三相四线 制电源可以提供两种电压，一种为相电压Up,另一种为 线电压Ul，没有特殊说明，三相电源是指对称电源， 而三相电源的电压是指线电压。我国低压配电系统是
3.1 三相交流电源
uC= √2Upsin(ωt-240°) = √2Upsin(ωt+120°) ,式
中Up为三相对称电压的有效值，其三相电源电压的小 波形图和相量图如图示。
三相电压在相位上的滞后次序，称为相序，其三相
电压是UB滞后于UA，而UC又滞后于UB，它们是按A 、B、C的次序滞后的，习惯上称为三相电压相序A、B 、C。线电压UAB等于相电压UA与UB之差，即 UAB=UA-UB，UBC=UB-UC，UCA=UC-UA。从相量图上可 求出线电压与相电压之间的数值关系和相位关系。则
负载能在额定情况下正常工作，当每相负载的额定电压
的线电压。它是对称的，各相负载两端的电压也能保持
3.2 对称三相电路的计算
对称，因此三角形联接时负载的相电流也可以根据相量
形式的欧姆定律逐相分别进行计算。
Iab=Uab/Zab=UAB/Zab; Ibc=Ubc/Zbc=UBC/Zbc; Ica=Uca/Zca =UCA/Zca. 相电流的有效值为 Iab=Uab/Zab；Ibc=Ubc/Zbc; Ica=Uca/Zca 各个相电流与相应电压之间的相位差为:
UAB=√3UA，UBC=√3UB，UCA= √3UC，因为各相
电压的有效值相等即UA=UB=UC=Up，各线电压的有效
值也相等，UAB=UBC=UCA=Ul。Ul=√3Up。
3.1 三相交流电源
综上所述,可知各线电压在数值上等于相电压的√3倍, 在相位上互差120°,线电压也是对称的.因此三相四线 制电源可以提供两种电压，一种为相电压Up,另一种为 线电压Ul，没有特殊说明，三相电源是指对称电源， 而三相电源的电压是指线电压。我国低压配电系统是
3.1 三相交流电源
uC= √2Upsin(ωt-240°) = √2Upsin(ωt+120°) ,式
中Up为三相对称电压的有效值，其三相电源电压的小 波形图和相量图如图示。
三相电压在相位上的滞后次序，称为相序，其三相
电压是UB滞后于UA，而UC又滞后于UB，它们是按A 、B、C的次序滞后的，习惯上称为三相电压相序A、B 、C。线电压UAB等于相电压UA与UB之差，即 UAB=UA-UB，UBC=UB-UC，UCA=UC-UA。从相量图上可 求出线电压与相电压之间的数值关系和相位关系。则
负载能在额定情况下正常工作，当每相负载的额定电压
03三相交流电路及供电方式安全用电
流很小，不会有危险。
51
（3）保护接零（用于中性点接地低压系统）
保护接零：将正常情况下不带电的金属部分 与电网的零线作良好联接。
a. 保护线（PEN）即为零线。
若电动机外壳带电，外 壳接到零线上，人体触 及外壳，则通过外壳形 成相线对零线的单相短 路，由于人体电阻远大 于线路电阻，通过人体 的电路也极小。同时， 保护装置迅速动作，切 开电源，消除触电。
中线的作用：使星形连接的不对称负载得到对称 的相电压。为了确保零线在运行中不断开，其上不允 许接保险丝也不允许接刀闸开关。
22
3.3 负载三角形联接的三相电路
A
uCA
B
iA
uAB
iAB
iB
iCA iBC
C
uBC iC
特点：相电压=线电压 U p Ul
23
三相电路的功率
由负载
性质决定
三相总的有功功率：P PA PB PC
9
2. 三角形接法
Z •A
A
+
C• -
Y
+
- uAB uCA
+
B
X
•
B
uBC C
特点：得到一种电压－－线电压=相电压
Ul UP 10
3.2 负载星形联接的三相电路
负载也有两种接法:
A
A
•
Z
Z
Z
N B
Z
Z B
•
•
Z
C
C
星形接法
三角形接法
11
（1） 负载对称
(ZA ZB ZC Z)
A•
AX BY
S Y•
CZ 首端 末端
三相交流电路及安全用电知识
三相交流电路及安全用电知识目录一、三相交流电路基础 (2)1.1 三相交流电的基本概念 (3)1.2 三相电源与负载的连接方式 (4)1.3 三相电路的功率计算方法 (5)二、三相电路的特点与性能 (6)2.1 三相电路的工作原理 (8)2.2 三相电路的性能指标 (9)2.3 三相电路的优点和缺点 (10)三、三相电路的分析与设计 (12)3.1 三相电路的数学模型 (13)3.2 三相电路的稳定性分析 (14)3.3 三相电路的设计方法和步骤 (15)四、三相电路的保护与控制 (16)4.1 三相电路的过电压保护 (18)4.2 三相电路的过电流保护 (19)4.3 三相电路的欠电压保护 (20)五、安全用电知识 (21)5.1 家庭用电的安全规则 (22)5.2 电气设备的安全使用与维护 (23)5.3 防止触电的安全措施 (25)六、案例分析与实践操作 (26)6.1 三相电路的实际应用案例分析 (27)6.2 安全用电的实际操作演示 (28)6.3 针对具体问题的解决方案讨论 (28)七、结论与展望 (29)7.1 对三相交流电路及安全用电知识的综合总结 (30)7.2 对未来研究方向的展望 (31)一、三相交流电路基础三相交流电路是电力系统中常见的一种电路形式，广泛应用于工业、农业、交通等各个领域。
了解三相交流电路的基本原理和构成对于安全用电至关重要。
三相交流电源通常由三相发电机产生，每一相都有各自的电压和电流。
在三相电路中，负载可以分为单相负载、三相负载和混合负载。
了解负载的性质对于选择合适的设计方案和保证电路的正常运行至关重要。
三相电源的电压和电流具有特定的相位关系，在三相平衡系统中，三个相位的电压和电流的大小相等，相位差为120度。
了解三相电压和电流的特性有助于分析和设计三相电路。
三相电路的连接方式有多种，如星形连接（Y连接）和三角形连接（连接）。
不同的连接方式具有不同的特点和适用范围，选择合适的连接方式对于提高系统的效率和稳定性具有重要意义。
三相交流电路工作流程
三相交流电路工作流程我对三相交流电路那可是有不少的话想说。
这三相交流电路啊，就像一个有自己独特规矩的小世界。
我瞅着那三相交流电路的三根相线，就像看到三个并肩作战的兄弟。
先说说这电源端吧，在那发电机里头，三个绕组就开始各自的使命了。
那绕组啊，绕得规规矩矩的，像一个个紧紧盘着的小蛇。
电流在里头产生的时候啊，就像小蚂蚁开始出动，一个接着一个，从这个头到那头。
这三相电流呢，可不是瞎跑的。
它们之间有个先后顺序，就像接力赛似的。
A相先开始跑，那电流啊，“嗖”地一下就出发了，沿着电线跑起来，那电线就像它的专属跑道。
这时候，A相电流带着一股劲儿，像个急性子的小伙子，风风火火的。
然后呢，B相接着跟上，B相的电流就像是个稳重一点的中年人，不紧不慢，但也稳稳当当的。
它看着A相在前面跑，就按照自己的节奏也出发了。
这B相的电流啊，在电线里流动的时候，我仿佛都能看到它那不急不躁的神态，和A相保持着一种默契。
再接着就是C相了，C相电流就像个慢悠悠的老人，但是它也有着自己的步伐，一步一步稳稳地跟着。
这三相电流就这么有顺序地在电路里流动着。
在负载端呢，就更有意思了。
那些个用电设备啊，就像嗷嗷待哺的小动物，等着电流来给它们力量。
三相交流电路把电流分给它们的时候啊，就像是分配食物一样，要分得均匀，不然有的设备就会闹脾气了。
我就跟旁边一起研究这个三相交流电路的人说：“你看这电路啊，就跟咱过日子似的，每个环节都得有个章程，不能乱。
”他也直点头，眼睛盯着电路图说：“可不是嘛，这一环扣一环的，少了哪个都不行。
”这三相交流电路里啊，电压也不是一成不变的。
有时候它高一点，就像人兴奋的时候精神头足；有时候低一点，就像人累了打个盹儿。
但不管怎么变，都得在一定的范围内，不然整个电路就像个生病的人，这儿疼那儿痒的，那些用电的设备也就没法好好工作了。
我看着这三相交流电路工作流程，就觉得这是一个充满秩序又神奇的过程，每一个小细节都像是被安排好了似的，缺了谁都不行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
I1L
U 3 I2
据此可直接得出另两相电流：
I3
U1
I1
I2 I2L I1 120 I3 I3L I1 240
U 2
IN I1 I2 I3 0 （中线电流为0）
2. 负载对称，只要求电流、电压大小时，仅算一相
有效值即可。 23
问题及讨论 负载对称时 (Z1 Z2 Z3 Z )
E1 E 0 E2 E 120 E3 E 120 E1 E2 E3 0
ωt
E3 E2
E1
7
三、三相交流电源的星形联结
1. 联结方式
U1
U1 E1 U 2 E2 U3 E3
W1
U 3
＋
W2－＋eCU－U21
－V2
＋
U 2 V1
L1 （火线）
N （中线） L2 （火线） L3 （火线）
第三章
三相交流电路和安全用电
1
第三章 三相交流电路和安全用电
3-1 三相交流电源 3-2 三相负载的星形联结 3-3 三相负载的三角形联结 3-4 三相负载的功率 3-6 安全用电
2
3-1 三相交流电源
一、三相电动势的产生 二、三相电动势的表示 三、三相交流电源的联结
3
概述
目前世界上电力系统的供电方式，绝大多数采 用的是三相供电制。
18
§3-2 三相负载的星形联结
三相负载的两种接法:
L1
L1
•
Z
Z
Z
N Z
L2
L3
Z L2 L3
•
•
Z
星形联结
三角形联结
19
一、星形接法
L1
U 3
＋
L3
＋
－ －
U1
N
－ U 2 ＋ I3L
I1L IN
L2
I2
Z3
L
Z1
I1
I3 Z2
I2
相电流:流经负载的电流 有效值：IP
I1 、I2、I3
线电流：流经相线上的电流
13
在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为
U P 220V 、U L 380V
14
第三章 三相交流电路和安全用电
3-1 三相交流电源 3-2 三相负载的星形联结 3-3 三相负载的三角形联结 3-4 三相负载的功率 3-6 ห้องสมุดไป่ตู้全用电
15
三相电源的负载包括 单相负载（如家用电器、实验仪器、电灯等）。
所谓三相制，是由三个幅值相等、频率相同、相 位互差120o的单相交流电源作为电源的供电体系，简 称三相电源。由三相电源构成的电路，称为三相交流 电路。
满足以上关系的三相电源为对称电源。
4
一、三相交流电动势的产生
定子
定子中放三个线圈（绕组）：
U1 • S
W2
U1 U2 V1 V2 W1 W2 始端 末端
16
三相负载（如三相交流电动机、三相变压器等）。
* 工农业生产与生活用电多为三相四线制电
源提供。负载接入电源的原则，应视其额定电 压而定。
17
如：额定电压220V的单相灯负载，应接在相线与中 性线之间；额定电压380V的三相电动机负载，应接 在三根相线上。
L1
L2 L3
N
电源
220V
三 相
负
载
通常三相负载的连接方式有两种：星形联结 和三角形联结。
IN I1 I2 I3 0
中线是否可 以取消？
答：三相完全对称时，中线可以取消。称为
三相三线制。
L1＋
U3 －
－
N
－
U1 U 2
＋
＋
L2
Z Z
N' Z
L3
24
讨论 照明电路能否采用三相三线制
供电方式？
不加中线 会不会出 现问题?
U12 U1 U 2 3U1 30
同理：
U 23 U 2 U3 3U 2 30
U31 U3 U1 3U3 30
U 31
U 3
30 30
U12
U 2 30
U1
U 23
11
线电压与相电压的通用关系表达式：
U L 3U P 30
U L 3U P
U P ---为相电压
U L ---为线电压
三相四线 制供电
L1 火线（相线、端线）: L2
L3 中线（零线、地线）：N
8
2. 三相电源星形接法的两组电压
相UUU电132 压 EEE：132有火效线值对U：零P=U线EP间的W1电U压3＋。WU－12－＋eVCUU2－U221
＋
V1
L1
N L2 L3
U1 U P 0
U 3
120
U 2 U P 120 U 3 U P 120
三线圈空间位置 各差120o
•
V2
W1
N
U2
•
V1 转子
转子装有磁极并以
右手 定的则速:度当旋导转体。在三磁个场中切割磁感线的运动时,其产
生的线感圈应中电便流产的生磁三感个线单垂相直电穿动过势掌。心,大拇指指向导
体的运动方向,四指指向为感应电流的方向.
5
二、三相电动势的表示式
1. 三角函数式
e1 Em sin t
有效值： I L
I1L 、I2L 、I3L
20
L1
U 3
＋
L3
＋
U1
－N
IN I1L
Z1
I1
－ － U 2
I3＋L
Z3
L2 I2L
I3 Z2
I2
I1 I2
U1 UZ21 Z2
中线没电阻
I3
U 3 Z3
中线电流
* 相电流=线电流
IN IL1 IL2 IL3
IP IL I P I L
21
二、负载星形接法时的一般计算方法
120
U
120
2
U1
9
U U U 线电压：火线间的电压
有效值：U L
U1
相电压： U 2
W1
U 3
U 3
U1
W2－＋eCU－U21
＋
U12
－V2
＋
＋
U 2 V1
－ ＋
－
U 23
－ L1
N
U 31
L2 ＋ L3
12
1
2
U 23 U 2 U 3 U 31 U 3 U1
注意规定的 正方向
10
U 31
U 3
30 30
U12
U 2 30
U1
U 23
当相电压对称时， 线电压也是对称的。
12
线电压与相电压的关系
从相位上看：
U 31
U 3
30 30
U 2 30
U1
U 23
U12超前于U130角 U 23超前于U 2 30角 U 31超前于U 3 30角
U12 线电压是相电压的 3
倍，线电压超前所对 应的相电压30o 。
e2 Em sint 120 e3 Em sint 240
Em sin( t 120)
三相电动势的特征：大小相等，频率相同，相位互差120º。
相序：三相交流电动势出现最大值的先后顺序称为三 相电源的相序。
上述三相电源的相序是：123
6
2. 相量表示式及相互关系
e1 e2 e3
Em
O
120º 120º 120º
L1
U 3
＋
L3
＋
－ －
U1
N
－ U 2 ＋ I3L
I1L IN
L2
I2
Z3
L
Z1
I1
I3 Z2
I2
解题思路：
一般线电压 U L 为已知，然后根据电压和负载求
电流。
U L U P U L
3U P
IL
IP
U P Z
22
1. 负载对称时，只需计算一相。
如： Z1 Z2 Z3 Z
则：
I1
U1 Z