技校电工学第五版第四章 三相交流电路
技校电工学第五版第四章-三相交流电路
第四章三相交流电路§4-1 三相交流电一、填空题〔将正确答案填写在横线上〕1．三相交流电源是三个大小相等、频率相同而相位互差120°的单相交流电源、按一定方式的组合.2．由三根线相和一根中线所组成的供电线路,称为三相四线制电网.三相电动势到达最大值的先后次序称为相序.3．从三相电源始端引出的输电线称为相线或端线,俗称火线.通常用黄、绿和红三种颜色导线表示；从中性点引出的输电线称为中性线,简称中线,一般用黄绿相间色导线表示.4．三相四线制电网中,线电压是指相线与相线之间的电压,相电压是指相线与中性线之间的电压,这两种电压的数值关系是U L =3U P ,相位关系是线电压超前相电压30°.5．目前民用建筑在配电布线时,常采用三相五线制供电,设有两根零线,一根是工作零线,另一根是保护零线.二、判断题[正确的,在括号内画√；错误的,在括号内画×〕1．对于三相交变电源,相电压一定小于线电压.<√>*2．三相对称电源接成三相四线制,目的是向负载提供两种电压,在低压配电系统中,标准电压规定线电压为380V,相电压为220V.<√>3．当三相负载越接近对称时,中线电流就越小.<√>4．两根相线之间的电压叫做线电压.<√>5．三相交流电源是由频率、有效值、相位都相同的三个单个交流电源按一定方式组合起来的.<×>三、选择题〔将正确答案的序号填写在括号内〕1．关于三相交流发电机的使用,下列说法正确的是<D >.A ．三相交流发电机发出的三相交流电,只能同时用于三相交变负载B ．三相交流发电机不可当做3个单相交流发电机C ．三相交流发电机必须是3根火线、一根中性线向外输电,任何情况下都不能少一根输电线D ．如果三相负载完全相同,三相交流发电机也可以用3根线〔都是火线〕向外输电2．某三相对称电源相电压为380V,则其线电压的最大值为<C >.A ．3802 VB ．3803VC ．3806VD ．V 323803．已知对称三相电压中,V 相电压为u v =2202 sin<314t+π>V,则按正序U相和W 相电压为<B >.A ．u U =2202 sin<314t+π/3>V u W =2202 sin<314t-π/3>VB ．u U =2202 sin<314 t-π/3>V u W =2202 sin<314t+π/3>VC ．u U =2202 sin<314t+2π/3>V u W =2202 sin<314t-2π/3>V4．三相交流电相序U-V-W-U 属于<A >.A ．正序B ．负序C ．零序5．在如图4-1所示三相四线制电源中,用电压表测量电源线的电压以确定零线,测量结果U 12=380V,U 23=220V,则<B >.A ．2号为零线B ．3号为零线C ．4号为零线6．已知某三相发电机绕组连接成星形时的相电压u u =2202sin<314t+30°>V ,u v =2202sin<314t-90°>V ,u w =2202sin<314t+150°>V ,则当t=10s 时,它们之和为<B >.A ．380VB ．OV c ．3802v D ．V 32380*7．额定电压为220V 的照明负载接于线电压为380V 的三相四线制电源时,必须接成<A >形.,A.Y B ．△ C ．Y 和△都不可以四、简答与计算题1．和单相交流电相比,三相交流电有哪些优点？答：〔1〕三相发电机比体积相同的单相发电机输出的功率大.〔2〕三相发电机的结构不比单相发电机复杂多少,而使用、维护都比较方便,运行时比单相发电机的振动要小.〔3〕在同样条件下输送同样大的功率时,特别是在远距离输电时,三相输电比单相输电节约材料.〔4〕从三相电力系统可以方便地获得三个独立的单相交流电.当有单相负载时,可以使用三相交流电中的任意一相.2．如果给你一个验电笔或者一个量程为500V 的交流电压表,你能确定三相四线制供电线路中的相线和中线吗？试说出方法.答：能确定.方法一：用测电笔依次测量四根线,测电笔不发光的为中线,其余为相线. 方法二：用交流电压表测量1线与其余三根线的电压,若三次结果一样都为220V,则1线为中线,2、3、4为相线；若两次为380V,一次为220V,则1线为相线,结果为220V 那次所接的线为中线,结果为280V 的为相线.3．已知作星形联结的对称三相电源的电动势e 1=2202sin314tV,试求：<1>根据习惯相序写出e 2、e 3的解析式；<2>作出e 1、e 2、e 3的相量图.解：〔1〕 e 1=2202sin314tVe 2=2202sin 〔314t-120°〕Ve 3=2202sin 〔314t+120〕V 1234图 4-1〔2〕§4-2 三相负载的连接方式一、填空题〔将正确答案填写在横线上〕1．三相电路的三相负载可分为三相对称负载和三相不对称负载；在三相电路中负载有星形和三角形两种连接方式.2．把三相负载分别接在三相电源的相线和中线之间的接法称为三相负载的星形接法,常用符号Y 表示；把三相负载分别接在三相电源的相线和相线之间的接法称为三相负载的三角形接法,常用符号△表示.3．三相对称负载作星形联结时,U YP =33U YL ,且I YP =1I YL ,此时中性线电流为0. 4．三相对称负载作三角形联结时,U △P =1U △L ,且I △L =3I △P ,各线电流比相应的相电流滞后30°.5．三相对称电源线电压U L =380V,对称负载每相阻抗Z=10Ω,若接成星形,则线电流I L =22A,若接成三角形,则线电流I L 6．对称三相负载不论是连成星形还是三角形,其总有功功率均为P=3U L I L cos ϕP ,无功功率视在功率7380V 时,负载应作Y 联结；当三相电源的线电压为220V 时,负载应作△联结.8．如图4-2所示三相对称负载,若电压表PV1的读数为380V,则电压表PV2的读数为220V ；若电流表PA1的读数为10A,则电流表PA2的读数为10A.9．如图4-3所示三相对称负载,若电压表PV1的读数为380V,则电压表PV2的读数为380V ；若电流表PA1的读数为10A,则电流表PA2的读数为1033A 10．用钳形电流表测量三相三线负载〔如三相异步电动机〕的电流时,同时钳入两条导线,如图4-4a 所示,则所指示的电流值应为第三条电线的电流.若是在三相四线系统中,同时钳入三条相线测量,如图4-4b 所示,则指示的电流值为工作零线上的电流. 二、判断题〔正确的,在括号内画√；错误的,在括号内画×〕1．三相对称负载的相电流是指电源相线上的电流.<×>2．三相交流电的相电流一定小于线电流.<×>3．当三相负载越接近对称时,中线电流越小.<√>4．在对称负载的三相交流电路中,中性线上的电流为零.<√>5．三相对称负载连成三角形时,线电流的有效值是相电流有效值的3倍,且相位比相应的相电流超前30°.<×>6．一台三相电动机,每个绕组的额定电压是220V,现三相电源的线电压是380V,则这台电动机的绕组应连成三角形.<×>三、选择题〔将正确答案的序号填写在括号内〕1．三相电源星形联结,三相负载对称,则<A>.A．三相负载三角形联结时,每相负载的电压等于电源线电压B．三相负载三角形联结时,每相负载的电流等于电源线电流C．三相负载星形联结时,每相负载的电压等于电源线电压D．三相负载星形联结时,每相负载的电流等于线电流的1/3 2．三相交流发电机接成星形,负载接成三角形,若负载相电压为380V,则<B>.A．发电机相电压为380V B．发电机线电压为380VC．负载线电压为220V D．负载相电压为380V3．同一三相对称负载接在同一电源中,作三角形联结时三相电路相电流、线电流、有功功率分别是作星形联结时的<D>倍.A．3、3、3B．3、3、3C．3、3、3D．3、3、34．如图4-5所示,三相电源线电压为380V,R1=R2=R3=10Ω,则电压表和电流表的读数分别为<C>.A.220V、22AB.380V、38AC.380V、383A5．在对称三相四线制供电线路上,连接三个相同的灯泡,如图4-6所示,三个灯泡都正常发光.<1>如果中线NN·断开,那么<C>.A．三个灯都将变暗B．三个灯都将因过亮而烧毁C．三个灯仍能正常发光D．三个灯立即熄灭<2>如果中线断开后又有一相断路,那么未断路的其他两相中的电灯<A>.A．两个灯将变暗B．两个灯都将因过亮而烧毁C．两个灯仍能正常发光D．两个灯立即熄灭四、计算题、1．在相电压为220V的对称三相电路中,每相接"220V,60W"的灯泡20盏〔自己考虑电灯应接成星形还是三角形〕.画出连接电路图并计算出各相电流和各线电流.解：应该接成星形.IP=n×P/U=20×60/220≈5.45A IL =IP=5.45A2．有一块实验板如图4-7所示,你应如何连接才能将额定电压为220V的白炽灯负载接入线电压为380V的三相电源上〔每相两盏灯〕.连接好线路后,在Ll相开一盏灯,L2相、L3相均开两盏灯,这时白炽灯能正常发光吗〔白炽灯的功率都相等〕?解：每两盏灯先并联,再将三组负载采用星形连接.负载不平衡时能够正常发光.3．实验板和上题相同,三相电源的线电压为220V,应如何连接才能使额定电压为220V的白炽灯正常发光〔每相仍为两盏灯〕.解：每两盏灯先并联,再将三组负载采用三角形连接.4．一个三相电炉,每相电阻为100Ω,接在相电压为220V的三相交流电源上,试分别计算电炉接成星形和三角形时的相电流和线电流.解：接成星形时I YP =UP/R=220/100=2.2AI YL =IYP=2.2A接成三角形时I △P =UL/R=380/100=3.8AI △L =3 I△P=3×3.8=6.6A5．某三相三线制电路,电源线电压为380V,每相负载由电阻值为15Ω的电阻和感抗为20Ω的电感串联而成,试分别计算星形联结和三角形联结时的相电流、线电流以与负载的有功功率.解：〔1〕接成星形时I YP =UP/Z=220/25=8.8AI YL =IYP=8.8AP=3UP IPcosϕP=3×220×8.8×R/Z=3×220×8.8×15/25=3484.8W接成三角形时I △P =UL/Z=380/25=15.2AI △L =3 I△P=3×15.2=26.3A〔P=3UP IPcosϕP=3×380×15.2×R/Z=3×380×15.2×15/25=10396.8W〕P △=3PY=3×3484.8=10454.4W五、作图题将图4-8中三组三相负载分别连接为三相三线制星形、三相三线制三角形和三相四线制星形,接入供电线路.答：§4-3 发电、输电和配电常识一、空题〔将正确答案填写在横线上〕1．电流输送的流程为发电机组→升压变压器→高压输电线→变电所→降压变压器→用户.2．将发电厂生产的电能传输和分配到用户的输配电系统称为电力网,简称电网.3．将发电厂、电力网和用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体叫做电力系统.4．发电站通过升压变压器将电压升高后再进行远距离输送,是为了减小线路上电流和功率损耗.5．输电电压的高低,视输电容量和输电距离而定,一般原则是：容量越大,距离越远,输电电压就越高.6．在电力系统中,为1000V以上为高压,1000V以下为低压,常用用电设备或用户所需的电压一般都是低压.7．电能进人工厂后,还要进行变电和配电.8．变电所的任务是受电、变电和配电；如果只受电和配电,而不进行变电则为配电所.一、选择题〔将正确答案的序号填写在括号内〕1．远距离输电时,在输送电功率不变的条件下,<B>.A．只有增大导线的电阻,才能减小电流,提高输电效率B．只有提高输电电压,才能减小电流,提高输电效率C．提高输电电压,势必增大输电导线上的能量消耗D．提高输电电压,势必增大输电导线上的电流2．在远距离输电中,当输电线的电阻和输送的电功率不变时,那么<A>.A．输电线路上损失的电压与输送电流成正比B．输电电压越高,输电线路上损失的电压越大C．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成正比D．输电线路上损失的功率跟输电线的电流成正比3．远距离输送一定功率的交流电,若输电电压提高n倍,则<D>.A．输电导线上损失的电功率不变B．输电导线的电压损失不变C．输电导线的电功率损失原来的1／n倍D．输电导线的电功率损失原来的1／n2倍4．发电厂电机的输出电压为Ul,发电厂至学校的输电导线总电阻为R,通过导线的电流为I,学校得到的电压为U2,则输电导线上损耗的功率可表示为<C D>.A．U12/R B．U22/R C．I2R D．〔U1-U2〕I三、简答题1．我国远距离输电电压有哪几个等级？答：有3KV、6KV、10KV、35KV、66KV、110KV、220KV、330KV、500KV、750KV等等级.2．厂区内的配电方式有哪几种形式？各有什么特点？答：有放射式和树干式两种形式.放射式的特点：每个用户由独立线路供电.供电可靠性高,运行中互不影响,便于装设自动装置,操作、控制灵活方便；但使用设备多,耗用金属材料多,占地多、投资高、不适应发展.树干式的特点：多个用户由同一干线供电.使用开关设备少,耗用导线、金属材料少、投资省、适于发展；但干线发生故障时影响范围大,供电可靠性差、操作、控制不够灵活.§4-4 安全用电常识.一、填空题〔将正确答案填写在横线上〕1．触电通常有单相触电、两相触电和跨步电压触电三种可能情况,触电时,电流是危害人体的直接因素.*2．电流通过人体外部造成的局部伤害称为电伤,电流通过人体内部,对人体内脏与神经系统造成破坏称为电击.3．直流电、高频和超高频电流对人体造成的伤害较小,50HZ的交流电流对人体造成的伤害较大.4．通常规定交流36V以下与直流48V以下为安全电压.5．当电流通过人体的路径为左手经前胸到脚、从一侧手到另一侧脚时最危险.6．防止触电的主要技术措施有保护接零和保护接地.*7．对于人体来说,皮肤干燥的时候电阻约为2000Ω,潮湿的时候电阻约为800Ω,因此,千万不要用湿手触摸用电器.一、判断题〔正确的,在括号内画√；错误的,在括号内画×〕*1．电气设备相线碰壳短路接地,或带电导线直接触地时,人体虽没有接触带电设备外壳或带电导线,但是跨步行走在电位分布曲线的范围内而造成的触电现象称为跨步电压触电.<√>*2．在扑救电气火灾时,可以使用泡沫灭火器.<×>*3．触电现场抢救中,以口对口人工呼吸和人工胸外挤压两种抢救方法为主.<√>三、选择题〔将正确答案的序号填写在括号内〕1．发现有人触电时,首先应<C>.A．四处呼救B．用手将触电者从电源上拉开C．使触电者尽快脱离电源2．下列说法正确的是<C>.A．只要人体不接触带电体,就不会触电B．一旦触电者心脏停止跳动,即表示已经死亡C．电视机的室外天线在打雷时有可能引入雷击D．只要有电流流过人体,就会发生触电事故3．电火警紧急处理的正确方法是<B>.A．立即向消防队报警B．应先切断电源,然后救火,并与时报警,C．立即用水灭火D．立即用就近的灭火器灭火4．常见的触电方式中,危害最大的是<A>.A．两相触电B．单相触电C．接触触电D．跨步触电5．为保证机床操作者的安全,机床照明灯的电压为<D>.A.380VB.220V C．110V D．36V以下6．人体触电伤害的首要因素是<B>.A．电压B．电流C．电功D．电阻*7．电流对人体的伤害程度与<A>无关.A．触电电源的电位B．通过人体电流的大小C．通过人体电流的时间D．电流通过人体的部位*8．不符合安全用电措施的是<D>oA．电气设备要有绝缘电阻B．电气设备安装要正确C．采用各种保护措施D．使用手电钻不准戴绝缘手套*9．在中点不接地的三相三线制低压供电系统中,为了防止触电事故,对电气设备应采取<A>措施.A．保护接地B．保护接零C．工作接地*10．有几位同学讨论关于安全用电的问题时,发表了以下几种见解,不正确的是<D>.A．经验证明,不高于36V的电压才是安全电压B．下雨天,不能用手触摸电线杆的拉线C．日常生活中,不要靠近高压输电线路D．空气潮湿时,换灯泡时不用切断电源四、简答题1．什么叫做保护接零？采用保护接零应注意哪几点？答：将电气设备在正常情况下不带电的外露导电部分与供电系统中的零线相接,成为保护接零.采用保护接零应注意以下几点：（1）只能用于中性点接地的三相四线制供电系统中.（2）接零导线须牢固可靠、防止断线、脱线.（3）保护零线上禁止安装熔断器和单独的断流开关.（4）保护接零每隔一定距离要重复接地一次.（5）保护接零系统中的所有电气设备的金属外壳都要接零,决不可一部分接零,一部分接地.2．填写图4-9中所示按钮的名称,并说明该按钮起什么作用.答：图中按钮为试验按钮.按下试验按钮可以产生一个模拟的漏电流,用以检验脱扣开关动作是否可靠.3．图4-10中设备漏电,但漏电保护开关却不动作,分析其接线有何错误？应当怎样改接才能保证安全？答：零线不应接在互感器铁芯窗口内,应接出.4．三相中性点不接地的供电线路,如图4-11所示.采用接地保护,为防止一线接地时不被发现,用三个电压表监视.若三相电源线电压为380V,正常时三个电压表读数各是多少？若L2线接地,电压表读数各有何改变？答：正常时三个电压表的读数都为220V.若L2相接地,则PV2读数为0,PV1和PV3的读数都为380V.。
电工电子技术-第四章
VW
WU
U U U
•
UV
•
U
• V
U U U
•
VW
•
V
• W
•
•
•
U U U
WU
W
U
• 由此可作出线电压和相电压的相量图
图4-5 三相电源相电压和线电压相量图
4.1三相电源
• 4.1.2三相对称电源绕组的联接
• 在工程技术上，一般用 UL 表示线电压，用UP 表示相电压，则可归纳为
U0°,如图4-9所示为星形连接三相对称负载电流相量图，
可看出V相电流与W相电流的相量和与U相电流大小相等、方向相反，因此三相电流相量
和为零，即 • • •
IU IV IW 0
• 可见，在星形连接的三相负载对称时，中性线无电流通过。此时完全可以把中性线省去，
使三相四线制变为三相三线制供电方式。实际上三相电动机、三相电阻炉都是对称三相负
IP cos
相负载
3 电路
U中L，IL无3 c论os采 用
3ULIL cos
哪种连接方
式
，
其
三
相
电
路
功
率
计
算
公
式
都
是相同的，同理可求得无功功率和视在功率，即
P Q S
3U L IL cos 3U L IL sin
3U L IL
sin t
120
eW Em sin t 120
4.1三相电源
• 4.1.1三相对称电源的产生 • 由上式可画出该三相电动势的波形图和相量图，如图所示。
图4-3 三相对称电动势的波形图和相量图
• 由解析式、波形图和相量图均可看出：发电机产生的三相感应电动势，U相电动势超前V 相电动势120°相位，V相电动势超前W相电动势120°相位，W相电动势超前U相电动势 120°相位。
《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
职高电工第4章三相正弦交流电路
图4.21 用心肺复苏急救模拟人进行训练
5．问题讨论
（1）使触电者脱离电源的方法主要 有几种，采用哪种方法最适宜？ （2）分小组讨论：家庭安全用电要 注意哪些问题？
（2）线电压和相电压有效值之间的 关系为
（3）根据基尔霍夫节点电流定律， 零线电流等于各线（相）电流的代数 和，即
IN =IU + IV + IW 如果三相负载对称，则IN = IU + IV + IW = 0， 中线无电流。
4.2.2 三相负载的三角形联结
三相负载的三角形联结电路主要特点 如下。
1．采用安全电压 2．保证电气设备的绝缘性能 3．采取屏护 4．保证安全距离 5．合理选用电气装置 6．装设漏电保护装置
7．保护接地与接零
（1）保护接地。
把电气设备的金属外壳与接地体连接 起来，使电气设备与大地紧密连通，这种 方法称为保护接地。
（2）保护接零。
在交流电源零点已接地的三相四线制 供电系统中，将电气设备的金属外壳与电 源零线可靠相连，这种方法称为保护接零。
图4.3 三相交流电源的星形联结
（1）相电压。
相电压是指相线与零线之间的电压， 分别用UU、UV、UW表示各相电压的有效 值，我国交流电网的相电压为220V，规定 正方向为绕组始端指向末端，在空间各相 差120°电角度，电压的瞬时值表达式为
（2）线电压。
线电压是指相线与相线之间的电压， 分别用UUV、UVW、UWU表示各相电压的有 效值，我国交流电网的线电压为380V，线 电压与相电压的关系为 uUV = uU − uV uVW = uV − uW uWU = uW − uU
（2）电伤是指电流对人体外部的伤 害，是电流的热效应给人体造成的局 部伤害，如电弧烧伤、电烙印等。
电工学第4章三相交流电路介绍
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第4章 供电与用电
例1： 一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电
源线电压 u12 380 2 sin(314 t 30)V 。 负载为
电灯组，若R1=R2= R3 = 5 ，求线电流及中性线电
流 IN ; 若R1=5 , R2=10 , R3=20 ,求线电流及
1. 相电压与线电压的关系
1
+
_
L1
U·12=
U·1
U·31=
·
U3
_
3
2 U+_·23 = U·2 +
L2 L3
根据 KVL 定律:
U·12 = U·1 U·23 = U·2 U·31 = U·3
结论: （1）相电压和线电压都对称。
（2）Up = Ul 且相位对应相同。 ∵∑E·= 0 ∴电源内部无环流
I·L2 I·L3
_ +
U·31 U·12
_
+ U·+_32
根据 KVL 定律:
+
U·1
I·1
Z1
_
I·2Z2
+
_
U·2
_ U·3 Z3 I·3 +
U·12 = U·1 - U·2 U·23 = U·2 - U·3 U·31 = U·3 - U·1
负载承受的电压即相电压是电源的相电压。 若电源电压对称,负载的相电压也是对称的。
第4章 供电与用电
教学基本要求
1. 掌握三相电源和三相负载的联结方式; 2. 理解并掌握对称三相电路中的电压、电流和 功率的计算; 3. 了解三相四线制供电系统中中性线的作用； 4. 了解电力系统的组成； 5. 了解触电的种类和安全用电的重要性； 6. 了解接地和接零保护的作用和使用条件； 7. 了解静电保护和电器防火防爆的常识。
电工技术-三相交流电路
Em
ωt
Eɺ A = E ∠ 0 ° Eɺ B = E ∠ − 120 ° Eɺ C = E ∠120 °
Eɺ A + EɺB + EɺC = 0
EɺC Eɺ A
EɺB
6
三相交流电源的相序
eA eB eC
Em
顺相序
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：
A - B - C 称为顺相序 A - C - B 称为逆相序
IɺC
− +A
R
E−ɺ A + B IɺA R
N
Eɺ−B
IɺB R
+C
N'
Eɺ C
IɺC R
30
每盏灯为 220V、 100W
− +A
R
E−ɺ A + B IɺA R
R = U2 = 484Ω N Eɺ−B + C IɺB R
N'
P
Eɺ C
IɺC R
220∠0° R
+
220∠ −120° R
+
220∠120° R
差120º的电动势。
4
2.三相电动势
e XA = Em sin ωt
eYB = Em sin (ωt − 120 °) eZC = Em sin (ωt − 240 °)
= E m sin( ω t + 120 °)
三相电动势的特征： 大小相等，频率相同，相位互差120º
5
三相电动势的相量关系：
32
照明电路的一般画法
A B C
N
零线上不能加 刀闸和保险
...
一 层
电工学-第四章
Z
Z 三角形联结
具体采用何种接法，应根据电源电压和负载 额定电压的大小来决定。 原则上应使负载的实际电压等于其额定相电 压。
一、三相负载的星形连接
把三相负载分别接在三相电源的一根相线和 中线之间的接法（常用“Y”标记）。
三相负载的三个末端联结在一起，接到电源 的中性线上。 三相负载的三个首端分别接到电源的三根相 线上。
eA Em sin t
eB Em sin(t 120)
eC Em sin( t 240)
Em sin( t 120)
eA
eB
eC
S N
• •+ S •
+ N •+ +
A
•
Y +•
S
•Z
S N
C+
N
+• B
+
X
2
0
2 5
7 4 3 5 11
6 3 2 36
6 323 6
t
A相 B相 C相
§4－2 三相负载的连接方式
三相负载——接在三相电源上的负载。
对称三相负载——各相负载相同的三相负载，如三相电动机、
大功率三相电路等。
不对称三相负载——各相负载不同，如三相照明电路中的负载。 L1 L2 L3 N
Z3
Z2
Z1
M
3～
三相负载也有两种接法:
L1
L1
Z
N L2
Z
Z
L2
L3
L3
星形联结
Z
I1
+
IL1
IN
I3
IL2
I2
+
IL3
1.线电流与相电流的有效值关系?
技能培训专题 电工课件 第四章 三相交流电路
1200
E、eU=311sin（314t-1500）
•
EW
讨论：
讨论
1、对称的三相交流电动势的相位差互差（ C ）。
A、600 B、900 C、1200 D、1500
2、对称的三相交流电动势的特点是（ A C E ）。
A、频率相同 B、相位相同 C、幅值相等
D、初相相同
E、相位互差1200
3、三相对称交流电动势在任一时刻的瞬时值之
压升高而被击穿。.
讨论3、
（3）在三相不对称低压供电系统中，中性线上不允 许安装熔断器或开关，以免断开引起事故。
L1 L2 L3 N
二、三相负载的三角形连接
•
IU
U
U 相 U 线
•
U UV (U L )
•
I WU
ZW
•
IUV
ZV ZU
•
V
IV
•
I VW
•
IW W
•
U U (U )
相电压: 每相负载两端的电压（负载都接在两根火线之间）
零线: 从零点引出的输电线称为零线； 相线：从三个线圈的始端引出的输电线称为相线（火线）
线电压：相线与相线之间的电压；
相电压：相线与中线之间的电压。
中性点 接地后 称零点
+ e–U
+eW –eV +
相电压
U1
线电压
N
V1
W1
一、三相电源的星形连接
颜色标示法，U-V-W相分别用黄-绿-红表示。
eu eW
使用任何电气设备，均要求负载承受的电压等于它的额定电
压，所以负载要采用一定的连接方式，以满足负载对工作电
压的要求。若两个灯泡接反了会怎样？
电工学-第四章(三相交流电)PPT课件
.
46
影响触电危险程度的因素
3. 电流作用时间 电流对人体伤害同作用时间密切相关。可
以用电流与时间乘积（又称电击强度）来 表示电流对人体的危害。触电保护器的一 个主要指表就是额定断开时间与电流乘积 〈30mAs。实际产品可以达到3mAs，故 可有效地防止触电事故。
.
47
影响触电危险程度的因素
.
13
§4－2 三相负载的连接方式
三相负载——接在三相电源上的负载。
对称三相负载——各相负载相同的三相负载，如三相电动机、
大功率三相电路等。
不对称三相负载——各相负载不同，如三相照明电路中的负载。 L1 L2 L3 N
Z3
Z2
Z1
M
3～
.
Байду номын сангаас
14
三相负载也有两种接法:
L1
L1
Z
N L2
Z
Z
L2
L3
L3
4. 电流途经
如果电流不经人体脑、心、肺等重要部位， 除了电击强度较大时可能造成内部烧伤外， 一般不会危及生命。但如果电流流经上述 部位，就会造成严重后果。这是由于电击 会使神经系统麻痹而造成心脏停跳，呼吸 停止。例如，电流从一只手到另一只手， 或由手流到脚，就是这种情况。
.
48
影响触电危险程度的因素
拖动作匀速转动。 定子三相绕组切割 转子磁场而感应出 三相交流电动势。
L1 • L2' •
S
• L3'
2. 三相交流电动势的特点 L3
幅值相等 频率相同 相位差 = 120
.
N
L1'
L2
4
三相对称电动势的表达式
电工技术课件第四章 三相交流电路
U CA
U AB
U BN
U AB U AN U BN U BC U BN U CN U CA U CN U AN
U BC
U BC
U AN
U AB
30 U AB 3U AN30 U BC 3U BN30 UCA 3UCN30
10
例1：发电机绕组星形联接，已知线电压
• UCA
=380
线电压：端线A、B、C之间（端线之间）的电压。 相电压：每相电源（或负载）的电压。
线电流：流过端线（或火线）的电流。
6
<二> 三相电源的三角形连接方式
A(Z)
A
uA B(X)
uC
uB C(Y)
Z Z B
Z C
四、三相负载的连接方式 <一> 三相负载的星形连接方式（或Y形） 对称三相负载：3个阻抗相等， ZA ZB ZC
N
U C
IC
C
Z 1
C
Z
N
取N为参考点：
IN Z
N
( Z
3 Z1
1 ZN
)U NN
Z
3 Z1
(U A
U B
U C )
U NN 0
IA
U A U NN Z Z1
U A Z Z1
IB
U B Z Z1
2IA
IC
U C Z Z1
IA
IN IA IB IC 0
15
U A
IA
A
*
IA
* W1
B
* IB
* W2
IC
C
P1 P2 Re[U ACIA* U BCIB* ] Re[U A IA* U C IA* U B IB* U C IB* ]
电工电子技术基础教学资料-第4章 三相交流电路.ppt
第4章 三相交流电路
4.2 三相负载的联结
4.2.1 三相负载的星形联结
三相负载的星形联结是指每相负载的一端分别接三相交流电源的相线，另一端接 在一起或接在中线上的连接方法。
三相负载的星形联结的接线原则与电源的星形联结相似，即将每相负载末端连成 一点N（中性点N），首端Ｕ、V、W分别接到电源线上，如图4-8所示为三相负载 的星形联结。
第4章 三相交流电路
4.2 三相负载的联结
如图4-8所示是只有三根相线而 没有中性线的电路，即三相三 线制；而接线方式除了三根相 线外，在中性点还接有中性线， 这样的接法即为三相四线制， 如图4-9所示，三相四线制除可 供电给三相负载外，还可供电 给单相负载，故凡有照明、单 相电动机、电扇、各种家用电 器的场合，也就是说一般低压 用电场所，大多采用三相四线 制。
如图4-1所示是三相交流发电机的最简示意图。三相 交流电是由三相交流发电机产生的。在三相交流发电 机中，有三个相同的绕组（即线圈），三个绕组的始 端分别用U1、V1、W 1表示，末端分别用U2、V2、W2 来表示。U1U2、V1V2、W 1W2三个绕组分别称为U相、 V相、W相绕组。
第4章 三相交流电路
4.1.2 三相交流电源的联结
1.三相电源的星形(Y形)联结
把电源的三相绕组的末端U2、V2、W2连接到一点N， 而把始端U1、V1、W1作为与外电路相连接的端点。这 种连接方式称为电源的星形联结，如图4-4所示。N点 称为中点或零点，从中点引出的导线称为中线或零线， 有时中线接地又称为地线。从始端（U1、V1、W1）引 出的三根导线称为相线，俗称火线，常用U、V、W表 示。
电工电子技术基础
第4章 三相交流电路
某工厂的三相电路发生故障，工 厂的电工学徒想了解三相电路基本的 联结方式，并查出故障的来源。本章 就来讲解学习关于三相交流电路的电 源联结的方法，负载联结方法，以及 三相功率的计算。最后再普及一下安 全用电的基本知识。
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第四章 三相交流电路§4-1 三相交流电一、填空题（将正确答案填写在横线上）1．三相交流电源是三个大小相等、频率相同而相位互差120°的单相交流电源、按一定方式的组合。
2．由三根线相和一根中线所组成的供电线路，称为三相四线制电网。
三相电动势到达最大值的先后次序称为相序。
3．从三相电源始端引出的输电线称为相线或端线，俗称火线。
通常用黄、绿和红三种颜色导线表示；从中性点引出的输电线称为中性线，简称中线，一般用黄绿相间色导线表示。
4．三相四线制电网中，线电压是指相线与相线之间的电压，相电压是指相线与中性线之间的电压，这两种电压的数值关系是U L =3U P ，相位关系是线电压超前相电压30°。
5．目前民用建筑在配电布线时，常采用三相五线制供电，设有两根零线，一根是工作零线，另一根是保护零线。
二、判断题【正确的，在括号内画√；错误的，在括号内画×）1．对于三相交变电源，相电压一定小于线电压。
(√)*2．三相对称电源接成三相四线制，目的是向负载提供两种电压，在低压配电系统中，标准电压规定线电压为380V ，相电压为220V 。
(√)3．当三相负载越接近对称时，中线电流就越小。
(√)4．两根相线之间的电压叫做线电压。
(√)5．三相交流电源是由频率、有效值、相位都相同的三个单个交流电源按一定方式组合起来的。
(×)三、选择题（将正确答案的序号填写在括号内）1．关于三相交流发电机的使用，下列说法正确的是(D )。
A ．三相交流发电机发出的三相交流电，只能同时用于三相交变负载B ．三相交流发电机不可当做3个单相交流发电机C ．三相交流发电机必须是3根火线、一根中性线向外输电，任何情况下都不能少一根输电线D ．如果三相负载完全相同，三相交流发电机也可以用3根线（都是火线）向外输电2．某三相对称电源相电压为380V ，则其线电压的最大值为(C )。
A ．3802 VB ．3803VC ．3806VD ．V 323803．已知对称三相电压中，V 相电压为u v =2202 sin(314t+π)V ，则按正序U相和W 相电压为(B )。
A ．u U =2202 sin(314t+π/3)V u W =2202 sin(314t-π/3)VB ．u U =2202 sin(314 t-π/3)V u W =2202 sin(314t+π/3)VC ．u U =2202 sin(314t+2π/3)V u W =2202 sin(314t-2π/3)V4．三相交流电相序U-V-W-U 属于(A )。
A ．正序B ．负序C ．零序5．在如图4-1所示三相四线制电源中，用电压表测量电源线的电压以确定零线，测量结果U 12=380V ，U 23=220V ，则(B )。
A ．2号为零线 B ．3号为零线 C ．4号为零线6．已知某三相发电机绕组连接成星形时的相电压u u =2202sin(314t+30°)V，u v =2202sin(314t-90°)V，u w =2202sin(314t+150°)V，则当t=10s 时，它们之和为(B )。
A ．380VB ．OV c ．3802v D ．V 32380*7．额定电压为220V 的照明负载接于线电压为380V 的三相四线制电源时，必须接成(A )形。
，A.Y B ．△ C ．Y 和△都不可以四、简答与计算题1．和单相交流电相比，三相交流电有哪些优点？答：（1）三相发电机比体积相同的单相发电机输出的功率大。
（2）三相发电机的结构不比单相发电机复杂多少，而使用、维护都比较方便，运行时比单相发电机的振动要小。
（3）在同样条件下输送同样大的功率时，特别是在远距离输电时，三相输电比单相输电节约材料。
（4）从三相电力系统可以方便地获得三个独立的单相交流电。
当有单相负载时，可以使用三相交流电中的任意一相。
2．如果给你一个验电笔或者一个量程为500V 的交流电压表，你能确定三相四线制供电线路中的相线和中线吗？试说出方法。
答：能确定。
方法一：用测电笔依次测量四根线，测电笔不发光的为中线，其余为相线。
方法二：用交流电压表测量1线与其余三根线的电压，若三次结果一样都为220V ，则1线为中线，2、3、4为相线；若两次为380V ，一次为220V ，则1线为相线，结果为220V 那次所接的线为中线，结果为280V 的为相线。
3．已知作星形联结的对称三相电源的电动势e 1=2202sin314tV ，试求：(1)根据习惯相序写出e 2、e 3的解析式；(2)作出e 1、e 2、e 3的相量图。
解：（1） e 1=2202sin314tVe 2=2202sin （314t-120°）Ve 3=2202sin （314t+120）V 1234图 4-1（2）§4-2 三相负载的连接方式一、填空题（将正确答案填写在横线上）1．三相电路的三相负载可分为三相对称负载和三相不对称负载；在三相电路中负载有星形和三角形两种连接方式。
2．把三相负载分别接在三相电源的相线和中线之间的接法称为三相负载的星形接法，常用符号Y 表示；把三相负载分别接在三相电源的相线和相线之间的接法称为三相负载的三角形接法，常用符号△表示。
3．三相对称负载作星形联结时，U YP =33U YL ，且I YP =1I YL ，此时中性线电流为0。
4．三相对称负载作三角形联结时，U △P = 1U △L ，且I △L =3 I △P ，各线电流比相应的相电流滞后30°。
5．三相对称电源线电压U L =380V ，对称负载每相阻抗Z=10Ω，若接成星形，则线电流I L =22A ，若接成三角形，则线电流I L =383A （或66A ）。
6．对称三相负载不论是连成星形还是三角形，其总有功功率均为P=3U L I L cos ϕP ，无功功率Q=3U L I L sin ϕP Var ，视在功率S=3U L I L V·A 。
7．某对称三相负载，每相负载的额定电压为220V ，当三相电源的线电压为380V 时，负载应作Y 联结；当三相电源的线电压为220V 时，负载应作△联结。
8．如图4-2所示三相对称负载，若电压表PV1的读数为380V ，则电压表PV2的读数为220V ；若电流表PA1的读数为10A ，则电流表PA2的读数为10A 。
9．如图4-3所示三相对称负载，若电压表PV1的读数为380V ，则电压表PV2的读数为380V ；若电流表PA1的读数为10A ，则电流表PA2的读数为1033A10．用钳形电流表测量三相三线负载（如三相异步电动机）的电流时，同时钳入两条导线，如图4-4a 所示，则所指示的电流值应为第三条电线的电流。
若是在三相四线系统中，同时钳入三条相线测量，如图4-4b 所示，则指示的电流值为工作零线上的电流。
二、判断题（正确的，在括号内画√；错误的，在括号内画×）1．三相对称负载的相电流是指电源相线上的电流。
(×)2．三相交流电的相电流一定小于线电流。
(×)3．当三相负载越接近对称时，中线电流越小。
(√)4．在对称负载的三相交流电路中，中性线上的电流为零。
(√)5．三相对称负载连成三角形时，线电流的有效值是相电流有效值的3倍，且相位比相应的相电流超前30°。
(×)6．一台三相电动机，每个绕组的额定电压是220V，现三相电源的线电压是380V，则这台电动机的绕组应连成三角形。
(×)三、选择题（将正确答案的序号填写在括号内）1．三相电源星形联结，三相负载对称，则(A)。
A．三相负载三角形联结时，每相负载的电压等于电源线电压B．三相负载三角形联结时，每相负载的电流等于电源线电流C．三相负载星形联结时，每相负载的电压等于电源线电压D．三相负载星形联结时，每相负载的电流等于线电流的1/3 2．三相交流发电机接成星形，负载接成三角形，若负载相电压为380V，则(B)。
A．发电机相电压为380V B．发电机线电压为380VC．负载线电压为220V D．负载相电压为380V3．同一三相对称负载接在同一电源中，作三角形联结时三相电路相电流、线电流、有功功率分别是作星形联结时的(D)倍。
A．3、3、3B．3、3、3C．3、3、3D．3、3、34．如图4-5所示，三相电源线电压为380V，R1=R2=R3=10Ω，则电压表和电流表的读数分别为(C)。
A.220V、22AB.380V、38AC.380V、383A5．在对称三相四线制供电线路上，连接三个相同的灯泡，如图4-6所示，三个灯泡都正常发光。
(1)如果中线NN·断开，那么(C)。
A．三个灯都将变暗B．三个灯都将因过亮而烧毁C．三个灯仍能正常发光D．三个灯立即熄灭(2)如果中线断开后又有一相断路，那么未断路的其他两相中的电灯(A)。
A．两个灯将变暗B．两个灯都将因过亮而烧毁C．两个灯仍能正常发光D．两个灯立即熄灭四、计算题、1．在相电压为220V的对称三相电路中，每相接“220V，60W”的灯泡20盏（自己考虑电灯应接成星形还是三角形）。
画出连接电路图并计算出各相电流和各线电流。
解：应该接成星形。
IP=n×P/U=20×60/220≈5.45A IL =IP=5.45A2．有一块实验板如图4-7所示，你应如何连接才能将额定电压为220V的白炽灯负载接入线电压为380V的三相电源上（每相两盏灯）。
连接好线路后，在Ll 相开一盏灯，L2相、L3相均开两盏灯，这时白炽灯能正常发光吗（白炽灯的功率都相等）?解：每两盏灯先并联，再将三组负载采用星形连接。
负载不平衡时能够正常发光。
3．实验板和上题相同，三相电源的线电压为220V，应如何连接才能使额定电压为220V的白炽灯正常发光（每相仍为两盏灯）。
解：每两盏灯先并联，再将三组负载采用三角形连接。
4．一个三相电炉，每相电阻为100Ω，接在相电压为220V的三相交流电源上，试分别计算电炉接成星形和三角形时的相电流和线电流。
解：接成星形时I YP =UP/R=220/100=2.2AI YL =I YP =2.2A接成三角形时I △P =U L /R=380/100=3.8A I △L = 3 I △P = 3×3.8=6.6A5．某三相三线制电路，电源线电压为380V ，每相负载由电阻值为15Ω的电阻和感抗为20Ω的电感串联而成，试分别计算星形联结和三角形联结时的相电流、线电流以及负载的有功功率。
解：（1）接成星形时Ω=+=+=2520152222L X R ZI YP =U P /Z=220/25=8.8AI YL =I YP =8.8AP=3U P I P cos ϕP =3×220×8.8×R/Z=3×220×8.8×15/25=3484.8W接成三角形时I △P =U L /Z=380/25=15.2AI △L = 3 I △P = 3×15.2=26.3A（P=3U P I P cos ϕP =3×380×15.2×R/Z=3×380×15.2×15/25=10396.8W ）P △=3PY =3×3484.8=10454.4W五、作图题 将图4-8中三组三相负载分别连接为三相三线制星形、三相三线制三角形和三相四线制星形，接入供电线路。