三相电路负载不对称的计算

一
般也不为零。
当中线断开时（三相三线制供电），可求出中性点 N 和 之间的电压为
此时即使电源电压对称，两中性点之间的电压也不为零，中性点不是等电位。 这种现象称为负载中性点位移。图 2（b）中画出了中线断开后的电源与负载各相电
压相量图。图中 相量表示了负载中性点位移的大小。很显然当中点位移较大时， 势必引起负载中有的相电压过高，而有的相电压却很低。因此当中点位移时，可能 使某相负载由于过压而损坏，而另一相负载则由于欠压而不能正常工作。因此，在 三相制供电系统中，总是尽量使各相负载对称分配。特别在民用低压电网中，由于 大量单相负载的存在（如照明设备、家用电器等），而负载用电又经常变化，不可 能使三相完全对称，因此一般采用三相四线制。在中线上不装保险丝和开关，使各 相负载电压接近对称电源电压。
(四) 负载不对称三相电路特例
特例 1：对称负载的断相：
IA
三相对称负载正常运行时的线电流：
IB
IC
IP
UP Z
现 A 相负载发生断相（如图 7）
N
N`
图7
A'N '断相: I A 0
IB
IC
Ul 2Z
3U P 2Z
0.866IP
特例 2：对称负载的短路：
IA
三相对称负载正常运行时的线电流：
IB
UB
图5 特点：三相相互影响，互不独立。
通过分析，在三相四线制配电系统中，保险丝不能装在中线上。
二、三角形联接： IA
IC
IB 图6
.
.
I A'B'
UA
ZA
.
.
I B'C'
UB
ZB
.
.
I C' A'
UC
ZC
.
.
.
IA
I I A'B'
C' A'
.
.
.
IB
I I B'C'
A' B'
.
.
.
I C I C'A' I B'C'
3 Ul Z
现 A 相负载发生断相（如图 10）
图 10
A' B'断相：
IA
IB
Ul Z
IC
3 Ul Z
特例 2：对称负载的短路：
IA IB IC
对称时，
3 Ul Z
现 A 相负载发生短路（如图 11），电源短接烧掉。
图 11
参考文献：山东交通学院学报、电工技术
图1
提出问题
在我们课程的学习中，对三相电路的研究主要是针对负载对称的情况进行讨论和学习， 而在实际的电路里，大多数的三相电路的应用都是负载不对称的，因此，研究三相电路负载 不对称的情况具有现实意义，以下就是针对这个问题的讨论。
问题讨论
(一) 三相电路负载对称与不对称的比较
对称三相电路是由对称三相电源、对称三相负载及对称三相线路组成的电路。 在对称三相电路中如果有中性线。它的阻抗不必与端线的阻抗相等。对称三相电路
(二) 负载不对称三相电路的综述
图 2（a）所示三相电路，假设 、 、 为一组三相对称电源，负载阻抗 ZA、ZB、ZC 不相等，因此它是不对称三相电路。如果采用三相四线制供电，且中线 阻抗可以忽略，则由图可见，负载各相电压即等于对应的电源相电压。因此可得各 相电流为
由于负载不对称，因此三相负载电流也不对称。其中线电流
三相供电系统的三相电源是三相发电 机。图 1 是三相发电机的结构示意图，它 有定子和转子两大部分。
定子铁心的内圆周的槽中对称地安放 着三个绕组 AX、BY 和 CZ。A、B、C 为首 端；X、Y、Z 为末端。三绕组在空间上彼此 间隔 120。转子是旋转的电磁铁。它的铁心 上绕有励磁绕组。选择合适的铁心端面形状 和励磁绕组分布规律，使励磁绕组中通以直 流时，产生在转子和定子间气隙中的磁感应 强度，沿圆周按正弦规律分布。当转子恒速 旋转时，AX、BY、CZ 三绕组的两端将分别 感应振幅相等、频率相同的三个正弦电压 uA(t)、 uB(t)、uC(t)。如果指定它们的参考方向都由首 端指向末端，则它们的初相互相差 120。
2、三相三线制 IA
uA
N
uC
uB
ZA
N`
ZC
ZB
IC
IB 图4
.
.
.
UA UB UC
.
U N'N
ZA 1
ZB ZC 11
0
ZA ZB ZC
上式说明负载中性点 N’与电源中性点 N 之间有电位差，使得负载的相电压不在对称。
.
UC
.
U C'N '
.ห้องสมุดไป่ตู้
U N'N
.
UA
.
U A'N '
.
.
U B'N'
IC
IP
UP Z
现 A 相负载发生短路（如图 8）
图8
.
U CA
.
U AB
.
U BC
图9
.
U CA
A'N '短路 :
IB
IC
Ul Z
3I P
.
.
.
.
.
IA
.
.
IBIC
UBA
UCA
U AB UCA
ZZ
Z
IA
3Ul Z
3UP Z
3IP
特例 3：对称负载的断相：
IA IB IC
对称时，
图2
(三) 负载不对称三相电路的类型
一、星形联接：
1、三相四线制 IA
uA
N
uC
uB
ZA
N`
ZC
ZB
IC IB
图3
特点：三相相互独立，互不影响。
.
.
IA
UA
ZA
.
.
IB
UB
.
I A 120
ZB
.
.
IC
UC
.
I A 120
ZC
.
.
.
.
IN IA IB IC 0
上式表明中线上有电流通过。
的计算，可以根据电路的对称性，用渐变的一相计算法进行求解。如果三相电路 中有三相不对称电源或三相不对称负载，则成为不对称三相电路。不对 称三相电路就没有对称性，不能用单相图进行计算。一般情况下不对称 三相电路可看成复杂交流电路，可用一般复杂交流电路方法分析计算，
可以采用向量法，应用节点分析方法求解。
三相电路负载不对称的研究
班级：F0803016 姓名：陈昌源 学号：5080309556
摘要：本文从三相电路出发，通过比较负载对称与不对称的三相电路，讨论了负 载不对称三相电路的类型和计算方法
关键字：三相电路、负载不对称
引言
由三相电源供电的电路，称为三相电路。三相供电系统具有很多优点，为各国广泛采用。 在发电方面，相同尺寸的三相发电机比单相发电机的功率大，在三相负载相同的情况下，发 电机转矩恒定，有利于发电机的工作；在传输方面，三相系统比单相系统节省传输线，三相 变压器比单相变压器经济；在用电方面，三相电容易产生旋转磁场使三相电动机平稳转动。