2019-三相电源的连接方式-文档资料
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三相照明电路的 功率应如何测量 ？画出三相功率 测量的电路连接 图。
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电路及其应用
三相照明电路如图示，如果中 线在×处断开，各相灯泡是否还 有电流通过？如果有电流通过时 ，各相灯负载还能正常发
光吗？
某设备采用三相三线 制供电。当因故断掉 一相时，能否认为是
两相供电了？
A B
为什么照明电路中
C
一定要火线进开关？
N
S
你会做吗？
指出图中各电 表的读数。
A
N
A2´
A
2. 负载的Δ形连接
Z
iAB Z
iA
A 三相负载首尾相接构成一个闭环，
线电流 由三个联结点分别向外引出端线。
iCA
Z
iB
iBC
iC
相电相流 量图分析
对三个结点列KCL方程可得：
B
IAIA BICA IA B(IC)A
来自百度文库
C
IBIB CIAB IB C(IA)B
1. 对称三相交流电的特点 uB Um sin(t 120)
u uA
uB uC
uC Um sin(t 120)
UC
0
T
120°
ωt
120°
UA
120°
UB
对称三相交流电最大值相等，频率相同，相位互差120º。
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电路及其应用
2. 三相电源的星形（Y）连接方式
三相电源尾
端连在一起
Up
Ul 38022V 0 3 1.732
根据对称关系：
IB4 417.13A
设 UA22 00V
IC4466.9A
则 U B22012V 0
U C22 0120 V
有 Z3j45 5.1 3
中线电流
INIAIBIC0
发电机三相绕组作Δ接时，不允许首尾端接反！否则将在 三角形环路中引起大电流而致使电源过热烧损。
结论：三相电源绕组作Δ接时，线电压等于电源绕组的感
应电压。此种供电系统称为三相三线制。通常电源 绕组的连接方式为星形。
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电路及其应用
三相四线制供电系统两种电压一般表示为
Ul 3Up 30
日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为:
U l38 V 、 0U P22 V0
或 U l22 V 、 0U P12 V7
三相电源绕组连接成Y接方式的最大优越性就是可 向负载提供两种不同的电压，且其中线电压是发电 机一相绕组感应电压的1.732倍！
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电路及其应用
如何用验电笔或400V以上 的交流电压表测出三相四线制 供电线路上的火线和零线？
电路及其应用
IC
观察相量图可得：
IA
3IAB 30
-IBC
30
-IAB
30
30
IB
-ICA
IA
(2)三相负载不对称时
IB 3IBC30
IC 3ICA30
即：线、相电流的数量关系为：
Il 3Ip
相位上，线电流滞后相电流30°。
A 各相电流分别计算：
三相负载也有Y形和Δ形两种连接方式。 1. A三相负载iA 的Y线形电流连接相电Y接流由时连负接载方端式电决压定等了于I电Y线源=I相Y相电压
uA
Z
N
iN Z
B
u u B IYlC IYp
Z
C
对称负载Y接时，由 于中线电流为零，中线 不起作用，可以拿掉！
(1)对称三相负载
满足 ZAZBZCZ
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电路及其应用
问题及讨论
U
…
(2)无中线一相短路时；
此时，V相和W相均通过短路相分别 N
形成回路，各相端电压为380V，高于
额定电压220V，显然都会被烧损。
W
关于中线的讨论
V
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，当有的超过用电设备的额定电压时，可能烧损或减少
使用寿命；而有的达不到额定电压不能正常工作。如前面所
三相电路对称时，各种功率分别为：
和连接方法 有无关系？
P 3UlIl cos 3UPIPcos(W) Q 3UlIl sin3UPIPsin(Va)r
S 3UlIl 3UPIP(VA) 无关！
三相电路不对称时，各种功率分别为：
PP1 P2 P3 (W) QQ1 Q2 Q3 (Var)
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电路及其应用
U
…
UC
IN
IW
中线电流由相量图分析
N
UA
IV
IN 4.541209.09120
W V
UB
显然，中线保证了Y接不对
(2.27 j3.93)(4.55 j7.87) (2.274.55) j(7.873.93)
称三相负载的相电压平衡。有 6.82 j3.947.88150A
称为对称三相负载。 Y接对称三相负载中通过的电流
IAU Z A A； IBU Z B B； ICU Z C C
Y接对称三相电流对称，因此
INIAIBIC0
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电路及其应用
电源线电压为380V，对称三相负载Y接，Z=3+j4Ω， 求：各相负载中的电流及中线电流。
U BC U B U C
电压等于两 点电位之差
30°
UB
-UC
U CA U C U A
同理可得 UBC 1 2U A B U A co 3s 0可 得 U A B3 U A
数量上，线电压uAB是相电压uA的1.732倍；相位上，线电 压超前与其相对应的相电压30°电角！
其中容性Q为负值
S P2 (QL QC)2 (VA)
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电路及其应用
三相交流电路功率的测量
如何用两个瓦 特表测三相电 路的功率？
二瓦计法如图示
A
IA
＊
IB
B
IC
＊
W1
＊
＊ W2
M 3～
其中:
C
P 1 U A I A c Co 3 ) ， s P 0 2 ( U B I B c Co 3 ) s 0 (
电路及其应用
4.1 三相电源的连接方式 4.2 三相负载的连接方式 4.3 三相电路的功率
返章目录
电路及其应用
学习目的与要求
了解对称三相交流电的概念；熟悉三相 电路中相电压、线电压、相电流、线电流 及中线电流的概念；理解三相电路中相、 线电压及相、线电流之间的数量关系；掌 握对称三相电路的特点及其对称三相电路 的分析方法；充分理解中线的作用。
V´
10Ω
A3´
10Ω
A2´
V1´
10Ω
A1´
V2´
10Ω
C
C
A1´
10Ω
10Ω
V1´ B
（a）
B （b）
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电路及其应用
4.3 三相电路的功率
复习单相交流电路功率：P U cI o ,Q s U si I ， n S UI
1. 三相电路的功率
YΔ接接时时 Ul U3PU ， PI， l Il 3IP
uA
uC
ZX Y
uB
三相电源首端分别向外
A 引出端线，俗称火线。
uAB uCA
uBC
尾端公共点向外引出的导线 称为中线，中线俗称零线。
N
显然火线与零线之间的
B 电压等于发电机绕组的 C 三相感应电压—相电压
三相电源Y接时的三个相电压显然是对称的！
火线与火线之间的电压称为线电压。
结论：三相电源绕组作Y形连接时，可以向负载提供两种
* 二瓦计法只适用于对称三相电路的功率测量。对于不对
称三相电路的功率，应按照单相电路功率的测量方法，即 逐个测量每一相功率。
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电路及其应用
什么是三相负载、单相负 载的三相连接？三相用电器有 三根电源线接到电源的三根 火线上称为三相负载，电灯
有两根电源线，为什么不 称为两相而称为单相？
三相交流用电器名牌 上标示的功率是指额 定的输入电功率吗？
结论：
对称三相电路的计算可
解得
IA
UA Z
2200 553.1
归结为一相电路计算，其 它两相根据对称关系可直
4453.1A
接写出。
实用中，三相电动机、变压器等都是对称三相负载。
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电路及其应用
(2)不对称三相负载
ZAZBZC 时，称之为不对称三相负载。
求解不对称三相负载电路时，只要电路中有中线，就可把
显然，电源Y接时的三个线电压也是对称的！
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电路及其应用
3. 三相电源的三角形（Δ）连接方式
三相电源首尾 相接构成闭环
AZ
uA
X B
uC
C Y
uB
A
uCA
C
uAB uBC
B
在电源的三个连接点处 分别外引三根火线。
显然，电源绕组作Δ接 时，线电压等于发电机绕 组的三相感应电压。
U线U相
显然发电机绕组作Δ接时只能向负载提供一种电压！
eA Em sint
三相定子绕组与旋转磁场相切 割，感应对称三相电动势。
eB Em sin(t 120) eC Em sin(t 120)
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电路及其应用
电路分析中很少用电动势，通常用电压来表示。以A
相绕组的感应电压为参考正弦量，则发电机感应的对称三
相电压分别为：
uA Um sint
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电路及其应用
4.1 三相电源的连接方式
三相交流电是由三相发电机产生的。发电机主要由定
子和转子两大部分构成。
首端： A B C
定子铁心
A
N
Y+
定子绕组
↓↓↓
尾端： X Y Z
Z
三相定子绕组对称嵌放
在定子铁心槽中。
转轴
－
B
S
转子绕组通电后产生磁场。 原动机带动转子绕轴旋
转子铁心 C
X
转子绕组转，形成气隙旋转磁场。
(1)三相负载对称时
ICIC AIBC IC A(IB)C
IAB U Z A； BIBC U Z B； CICA U Z CA Δ接时负载的端电压等于电
IC -IBC
30
源线电压。由于三个线电压对
-IAB
30
称，因此三个相电流对称。
30
IB
-ICA
IA
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各相按照单相电路的分析方法分别计算，注意此时中线电流
不等于零！
应用实例—照明电路
已知电源线电压为380V。三相Y接照明负载均为“220V、
40W”白炽灯50盏，求：U相开路，V相开25盏，W相灯全
开时各相电流及中线电流。
U
…
U相开路相当于断路，有中线，V相
和W相正常工作，电流分别为：
N
IU 0
IV 4 2 2 0 2 5 4 .0 5A ， 4IW 4 2 5 0 2 0 9 .0 0A 9WV
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电路及其应用
三相交流电路
现代电力工程上几乎都采用三相四线制。三相交流 供电系统在发电、输电和配电方面较单相供电具有很 多不可比拟的优点，主要表现在： 1. 三相电机产生的有功功率为恒定值，因此电机的 稳定性好。 2. 三相交流电的产生与传输比较经济。 3. 三相负载和单相负载相比，容量相同情况下体积 要小得多。 由于上述优点，使三相供电在生产和生活中得到了 极其广泛的应用。
验电笔的正确握法如下图示
三相四线制供电体制 中，你能说出线、相 电压之间的数量关系
及相位关系吗？
你能说出对称 三相交流电的 特征吗？
电笔头与被测导线接触时， 使氖管发光的是火线，不发 光的是零线。
利用一块电压表的测 量，你能正确判断出火 线和零线吗？
你会做吗？
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电路及其应用
4.2 三相负载的连接方式
讲到的照明电路，由于中线断开且一相发生故障，由此造成
各相负载的不对称。换句话讲，如果有中线，当一相发生故
障时，其它无故障负载相仍能正常工作。因此，对通常工作
在不对称情况下的三相电路而言，中线绝对不允许断开！而
且必须保证中线可靠。为确保中线在运行中不断开，中线上
不允许安装保险丝和开关。
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电路及其应用
ZCA
ZBC
ZAB uAB
uCA B
IAB U Z A A； B BIBC U Z B BC ； CICA U Z C CA A
uBC
线、相电流之间不再有 3 倍的关系
C
应根据 I A I A I B C ； A I B I B C I A ； I B C I C A I B 分C 别计算。
电压。此种供电系统称为三相四线制。
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电路及其应用
三相电源Y接时线、相电压之间的关系
三个相电压对称
电源的中性点总是接地的，因此相电 压在数值上等于各相绕组首端电位。
UCA
UC
-UB UA线B 电压与相电压之间的关系
30° 120°
-UA 120°
30° UA
120°
U AB U A U B
了中线，各相情况互不影响。
问题及讨论
其38RR余 0VWV两线(4412020相2电)20无025相22压50中当上4线284于：..42一串相联断接路于VU 时相V ， 、且路3 上，发；述8 W4 生情照相.4 4 ：况0 8 明 均.(又4 2 18 电不)如.一2 路能4 何 相若正2 ？断中常路V 5 线工， ；因作U 3 (W 故2！) 一断1 相开短V 2 ， 7
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电路及其应用
三相照明电路如图示，如果中 线在×处断开，各相灯泡是否还 有电流通过？如果有电流通过时 ，各相灯负载还能正常发
光吗？
某设备采用三相三线 制供电。当因故断掉 一相时，能否认为是
两相供电了？
A B
为什么照明电路中
C
一定要火线进开关？
N
S
你会做吗？
指出图中各电 表的读数。
A
N
A2´
A
2. 负载的Δ形连接
Z
iAB Z
iA
A 三相负载首尾相接构成一个闭环，
线电流 由三个联结点分别向外引出端线。
iCA
Z
iB
iBC
iC
相电相流 量图分析
对三个结点列KCL方程可得：
B
IAIA BICA IA B(IC)A
来自百度文库
C
IBIB CIAB IB C(IA)B
1. 对称三相交流电的特点 uB Um sin(t 120)
u uA
uB uC
uC Um sin(t 120)
UC
0
T
120°
ωt
120°
UA
120°
UB
对称三相交流电最大值相等，频率相同，相位互差120º。
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电路及其应用
2. 三相电源的星形（Y）连接方式
三相电源尾
端连在一起
Up
Ul 38022V 0 3 1.732
根据对称关系：
IB4 417.13A
设 UA22 00V
IC4466.9A
则 U B22012V 0
U C22 0120 V
有 Z3j45 5.1 3
中线电流
INIAIBIC0
发电机三相绕组作Δ接时，不允许首尾端接反！否则将在 三角形环路中引起大电流而致使电源过热烧损。
结论：三相电源绕组作Δ接时，线电压等于电源绕组的感
应电压。此种供电系统称为三相三线制。通常电源 绕组的连接方式为星形。
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电路及其应用
三相四线制供电系统两种电压一般表示为
Ul 3Up 30
日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为:
U l38 V 、 0U P22 V0
或 U l22 V 、 0U P12 V7
三相电源绕组连接成Y接方式的最大优越性就是可 向负载提供两种不同的电压，且其中线电压是发电 机一相绕组感应电压的1.732倍！
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电路及其应用
如何用验电笔或400V以上 的交流电压表测出三相四线制 供电线路上的火线和零线？
电路及其应用
IC
观察相量图可得：
IA
3IAB 30
-IBC
30
-IAB
30
30
IB
-ICA
IA
(2)三相负载不对称时
IB 3IBC30
IC 3ICA30
即：线、相电流的数量关系为：
Il 3Ip
相位上，线电流滞后相电流30°。
A 各相电流分别计算：
三相负载也有Y形和Δ形两种连接方式。 1. A三相负载iA 的Y线形电流连接相电Y接流由时连负接载方端式电决压定等了于I电Y线源=I相Y相电压
uA
Z
N
iN Z
B
u u B IYlC IYp
Z
C
对称负载Y接时，由 于中线电流为零，中线 不起作用，可以拿掉！
(1)对称三相负载
满足 ZAZBZCZ
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电路及其应用
问题及讨论
U
…
(2)无中线一相短路时；
此时，V相和W相均通过短路相分别 N
形成回路，各相端电压为380V，高于
额定电压220V，显然都会被烧损。
W
关于中线的讨论
V
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，当有的超过用电设备的额定电压时，可能烧损或减少
使用寿命；而有的达不到额定电压不能正常工作。如前面所
三相电路对称时，各种功率分别为：
和连接方法 有无关系？
P 3UlIl cos 3UPIPcos(W) Q 3UlIl sin3UPIPsin(Va)r
S 3UlIl 3UPIP(VA) 无关！
三相电路不对称时，各种功率分别为：
PP1 P2 P3 (W) QQ1 Q2 Q3 (Var)
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电路及其应用
U
…
UC
IN
IW
中线电流由相量图分析
N
UA
IV
IN 4.541209.09120
W V
UB
显然，中线保证了Y接不对
(2.27 j3.93)(4.55 j7.87) (2.274.55) j(7.873.93)
称三相负载的相电压平衡。有 6.82 j3.947.88150A
称为对称三相负载。 Y接对称三相负载中通过的电流
IAU Z A A； IBU Z B B； ICU Z C C
Y接对称三相电流对称，因此
INIAIBIC0
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电路及其应用
电源线电压为380V，对称三相负载Y接，Z=3+j4Ω， 求：各相负载中的电流及中线电流。
U BC U B U C
电压等于两 点电位之差
30°
UB
-UC
U CA U C U A
同理可得 UBC 1 2U A B U A co 3s 0可 得 U A B3 U A
数量上，线电压uAB是相电压uA的1.732倍；相位上，线电 压超前与其相对应的相电压30°电角！
其中容性Q为负值
S P2 (QL QC)2 (VA)
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电路及其应用
三相交流电路功率的测量
如何用两个瓦 特表测三相电 路的功率？
二瓦计法如图示
A
IA
＊
IB
B
IC
＊
W1
＊
＊ W2
M 3～
其中:
C
P 1 U A I A c Co 3 ) ， s P 0 2 ( U B I B c Co 3 ) s 0 (
电路及其应用
4.1 三相电源的连接方式 4.2 三相负载的连接方式 4.3 三相电路的功率
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电路及其应用
学习目的与要求
了解对称三相交流电的概念；熟悉三相 电路中相电压、线电压、相电流、线电流 及中线电流的概念；理解三相电路中相、 线电压及相、线电流之间的数量关系；掌 握对称三相电路的特点及其对称三相电路 的分析方法；充分理解中线的作用。
V´
10Ω
A3´
10Ω
A2´
V1´
10Ω
A1´
V2´
10Ω
C
C
A1´
10Ω
10Ω
V1´ B
（a）
B （b）
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电路及其应用
4.3 三相电路的功率
复习单相交流电路功率：P U cI o ,Q s U si I ， n S UI
1. 三相电路的功率
YΔ接接时时 Ul U3PU ， PI， l Il 3IP
uA
uC
ZX Y
uB
三相电源首端分别向外
A 引出端线，俗称火线。
uAB uCA
uBC
尾端公共点向外引出的导线 称为中线，中线俗称零线。
N
显然火线与零线之间的
B 电压等于发电机绕组的 C 三相感应电压—相电压
三相电源Y接时的三个相电压显然是对称的！
火线与火线之间的电压称为线电压。
结论：三相电源绕组作Y形连接时，可以向负载提供两种
* 二瓦计法只适用于对称三相电路的功率测量。对于不对
称三相电路的功率，应按照单相电路功率的测量方法，即 逐个测量每一相功率。
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电路及其应用
什么是三相负载、单相负 载的三相连接？三相用电器有 三根电源线接到电源的三根 火线上称为三相负载，电灯
有两根电源线，为什么不 称为两相而称为单相？
三相交流用电器名牌 上标示的功率是指额 定的输入电功率吗？
结论：
对称三相电路的计算可
解得
IA
UA Z
2200 553.1
归结为一相电路计算，其 它两相根据对称关系可直
4453.1A
接写出。
实用中，三相电动机、变压器等都是对称三相负载。
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电路及其应用
(2)不对称三相负载
ZAZBZC 时，称之为不对称三相负载。
求解不对称三相负载电路时，只要电路中有中线，就可把
显然，电源Y接时的三个线电压也是对称的！
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电路及其应用
3. 三相电源的三角形（Δ）连接方式
三相电源首尾 相接构成闭环
AZ
uA
X B
uC
C Y
uB
A
uCA
C
uAB uBC
B
在电源的三个连接点处 分别外引三根火线。
显然，电源绕组作Δ接 时，线电压等于发电机绕 组的三相感应电压。
U线U相
显然发电机绕组作Δ接时只能向负载提供一种电压！
eA Em sint
三相定子绕组与旋转磁场相切 割，感应对称三相电动势。
eB Em sin(t 120) eC Em sin(t 120)
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电路及其应用
电路分析中很少用电动势，通常用电压来表示。以A
相绕组的感应电压为参考正弦量，则发电机感应的对称三
相电压分别为：
uA Um sint
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电路及其应用
4.1 三相电源的连接方式
三相交流电是由三相发电机产生的。发电机主要由定
子和转子两大部分构成。
首端： A B C
定子铁心
A
N
Y+
定子绕组
↓↓↓
尾端： X Y Z
Z
三相定子绕组对称嵌放
在定子铁心槽中。
转轴
－
B
S
转子绕组通电后产生磁场。 原动机带动转子绕轴旋
转子铁心 C
X
转子绕组转，形成气隙旋转磁场。
(1)三相负载对称时
ICIC AIBC IC A(IB)C
IAB U Z A； BIBC U Z B； CICA U Z CA Δ接时负载的端电压等于电
IC -IBC
30
源线电压。由于三个线电压对
-IAB
30
称，因此三个相电流对称。
30
IB
-ICA
IA
返节目录
各相按照单相电路的分析方法分别计算，注意此时中线电流
不等于零！
应用实例—照明电路
已知电源线电压为380V。三相Y接照明负载均为“220V、
40W”白炽灯50盏，求：U相开路，V相开25盏，W相灯全
开时各相电流及中线电流。
U
…
U相开路相当于断路，有中线，V相
和W相正常工作，电流分别为：
N
IU 0
IV 4 2 2 0 2 5 4 .0 5A ， 4IW 4 2 5 0 2 0 9 .0 0A 9WV
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电路及其应用
三相交流电路
现代电力工程上几乎都采用三相四线制。三相交流 供电系统在发电、输电和配电方面较单相供电具有很 多不可比拟的优点，主要表现在： 1. 三相电机产生的有功功率为恒定值，因此电机的 稳定性好。 2. 三相交流电的产生与传输比较经济。 3. 三相负载和单相负载相比，容量相同情况下体积 要小得多。 由于上述优点，使三相供电在生产和生活中得到了 极其广泛的应用。
验电笔的正确握法如下图示
三相四线制供电体制 中，你能说出线、相 电压之间的数量关系
及相位关系吗？
你能说出对称 三相交流电的 特征吗？
电笔头与被测导线接触时， 使氖管发光的是火线，不发 光的是零线。
利用一块电压表的测 量，你能正确判断出火 线和零线吗？
你会做吗？
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电路及其应用
4.2 三相负载的连接方式
讲到的照明电路，由于中线断开且一相发生故障，由此造成
各相负载的不对称。换句话讲，如果有中线，当一相发生故
障时，其它无故障负载相仍能正常工作。因此，对通常工作
在不对称情况下的三相电路而言，中线绝对不允许断开！而
且必须保证中线可靠。为确保中线在运行中不断开，中线上
不允许安装保险丝和开关。
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电路及其应用
ZCA
ZBC
ZAB uAB
uCA B
IAB U Z A A； B BIBC U Z B BC ； CICA U Z C CA A
uBC
线、相电流之间不再有 3 倍的关系
C
应根据 I A I A I B C ； A I B I B C I A ； I B C I C A I B 分C 别计算。
电压。此种供电系统称为三相四线制。
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电路及其应用
三相电源Y接时线、相电压之间的关系
三个相电压对称
电源的中性点总是接地的，因此相电 压在数值上等于各相绕组首端电位。
UCA
UC
-UB UA线B 电压与相电压之间的关系
30° 120°
-UA 120°
30° UA
120°
U AB U A U B
了中线，各相情况互不影响。
问题及讨论
其38RR余 0VWV两线(4412020相2电)20无025相22压50中当上4线284于：..42一串相联断接路于VU 时相V ， 、且路3 上，发；述8 W4 生情照相.4 4 ：况0 8 明 均.(又4 2 18 电不)如.一2 路能4 何 相若正2 ？断中常路V 5 线工， ；因作U 3 (W 故2！) 一断1 相开短V 2 ， 7