第四章_三相交流电路(基)资料

二. 三角形联接的负载
1. 用途：用于三相负载对称的设备. 例：三角形接法的电动机，变压器。
高压 绕组
变压器 负载三角 形接线图
俭
电动机三角 形接线图
低压 绕组
三角形 接线图
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2. 三角形联接的特点： 1). 三角形负载联接如下图:
电动机的三角 联接时, 应将三 个绕组首末相接, 形成三个端头后 接至电源.
T QF
3M
U V W 10/0.4KV N
3M
俭
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3).三相五线制(TN- S糸统):
T
QF
U V W
10/0.4KV
N PE
3M
俭
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6. 中性线： 1).作用:
A. 在负载变动时各负载两
1). 单相电动势的产生
A).在两磁极中间，放一个线圈。 B).让线圈以 的速度顺时针 旋转。
N
A e
C).根据右手定则可知，线圈中
产生感应电动势，其方向由
X
S
AX。
D).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。其瞬时值按下式计算.
e AX 2 E sint
UL
3U ;
I L I
U L U ; I L 3 I 将上述关系（Y或△）代入 P 3U I cos 公式。
在360°范围内出现的先后顺序, 用
U-V-W表示; 至于哪相定为U相没关 系, 但U相一经确定, 后两相也就确
定. 且相继滞后120°.
俭
Ew
退出
120°
Ev
三相对称电动势的相量图
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第二节
一. 星形联接(Y联接) 1. 定义:
三相电源的联接
1).中性点: 三相电源线圈的三个末端U2,V2,W2联在一起,称“中性点”. 2).中性线: 从中性点用导线引出的线叫“中性线”.
3).相
线: 从线圈三个首端U1,V1,W1分别引出三根导线称为“相线”,也
叫火线”.
4).零 线: 将中性线接地,并从中性点引出的线叫“零线”,也叫“地线”.
U1
U Uu
电源三 相绕组
E3
W1
E1
W2 U2 V2
中性点引 出的零线
Uuv Uuw Uu Uu
N V W
E2
V1
中性点
俭
Uvw
电源的星形联接
Iv
V1
载相等，阻抗角相等),
W
负载的星形联接(三相三线制)
间三线电流的总和为零，中性线 中没电流（因而三相负载电路省
去中线，采 用三相三线制
俭
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5. 三种低压供电制式:
1).三相三线制:
T QF U V W 10/0.4KV
2).三相四线制(TN- C糸统):
最大 值
三相对 称波形
E
Em 0.866Em 有效值 0.866Em
0
eu
ev

ew
2
t
时间轴:用 周期T或角 速度表示
0.866Em Em 最大 值
俭
任何时间三相 电压或电流值 的代数和为零
T 3
T 3
三相对称电动势的波形图
相位差T/3 或120°
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Szpt.ctc.hncz 2. 三相的最大值相等，频率相同，相位彼此相差120°,为三相 对称正弦波.
A •
A.定子中放三个线圈：
Y
C
•
S

Z
•
定子
Ａ B C
首端
X Y Z
末端
B
转子
N X
eu ev ew
2 π
B.三线圈空间位置各差120o
0.866Em
转子装有磁极并以 的
速度旋转。三个线圈中便 产生三个单相电动势。
俭
0
0.866Em T 3
π
T 3
ωt
三相对称电动势的波形图
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U Uu N V Uvw Uuv Uwu Uw Uv Iw Iw Iv
负载的星形联接(三相四线制)
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W1
三相四线 电源
三相负 载
U1
2. 定义:
1).线电流： 相线中流过的电流.
Iu
Iu
用IU、IV、IW表示
2).相电流：
Iv
V1
每相负载中流过的电流. W 用Iф表示.
俭
两相线(火线)间的电压. Uuv = Uuw = Uvw = 380V 相线与零线间的电压. Uu = Uv = Uw = 220V
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二.
三角形联接
1).电源的三角形联接: 把三相电源的三个线圈, 以一线圈的末端和相邻相线圈的首端按 顺序联接起来, 形成三角形回路, 再从三个联接点引出三根导线与 负载相连, 这三根导线称为“相线”,也叫“火线”.
电源三 相引出
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2. 线电压,相电压的关系:
1).∵ 从相量图中得知: 线电压Uuv与
Uvw
-Uw Uv Uu
30
30
相电压U,V二相是等腰三角形的关系.
∴ 在右下图△abo中,
-Uv
30
Uwu -Uu
bo 3 cos 30 Uu 2 3 2 又 Uu Uv , bo cd Uuv 2bo bo Uu Uuv 2 Uu cos 30 3 2 Uu 2 3Uu
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三相电动势产生演示
U1 V2
S
W2
0.866Em
eu
ev
ew
2 π
V1 W1
N
0
0.866Em T 3
π
T 3
ωt
U2
三相对称电动势的波形图
俭
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二．三相交流电的特点：
1. 输送、使用方便，经济, 供电质量稳定,波动性小.
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三相交流电路
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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、输电和配电方面都具有很多优点，因此在生产和生活中
得到了极其广泛的应用。
学习本章要求 1.理解对称三相交流电的概念； 2.熟悉三相电路中相、线电压电流的关系； 3.掌握对称三相电路的分析和计算方法；
U V W N
重复接地，确保供用电安全。
K
K
电视
例
如右下图,
一用户有
功率为1000w 的灯泡一盏, 另一用户有功率为60w 电 视机一台, 当总零线断后, 开关合上有什么情况发生? 解:
U V W N
中性点 接地
灯2
灯1
重复 接地
K
中性点 接地
K
电视
灯1
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U V W N
端的电压变动很小.
B, 使各相负载的相电压基 本保持对称。
中性点 接地
K K
电视
2).要求：
A. 在不对称三相供电糸统中，中
灯2
灯1
性线不允许开路。否则会使有的
相电压升高，有的下降。损坏用 电器。
U N
U N
B. 中线上不允许接开关，熔断器.
俭
正确
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错误
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Szpt.ctc.hncz C. 采用中线接地和用户端
俭
Uuv
Uw
相量图
Uvw Uv
30° Uv c Uuv
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a Uu o b Uu Uwu
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2). 三相电源星形接法的两组电压 线电压和相电压的关系：

U UV U U + U V U VW U V + U W U WU U W + U U
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3. 星形联接的特点：
1). 线电流 = 相电流， 即:
流过一相火线 上的线电流
流过一相负 载的相电流
U1
I L I
U
相电压
2). 线电压 =
即:
3
Iu
线电压 UL
相电压 U

Iu
U L 3U
Iw Iv
Iw
W1
4. 三相三线制:
当三相负载对称时（各相负
V
任何瞬
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2). 三角形联接时线电流与相电流的关系
即:
IL
3 I
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根据向量图: Iu为Iuv,Iwu的矢量和 ∴
IU 2 IUV cos30
3 2 IUV 3 IUV 2
同理：
IV 3 IVW
IW 3 IWU
即：
I L 3 I
P PU + P V +P W
式中：
3 P 3U I cos
俭
U -相电压（V）；
I -相电流(A） cos -功率因素；
P
-有功功率(W).
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2). 用线电压，线电流计算三相总有功功率：
∵ 星形接法时有： 三角形接法时： ∴ 得
3
倍；且滞后相应的相电流30°）。
3. 在负载作三角形连接时，相电压对称。若某一相负载
断开，并不影响其它两相的工作.
俭
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第四节 三相交流电路的功率
一．三相负载总功率：
1. 定义:
不论负载作何种连接，三相电路总的有功功率等于各相有功
功率之和。
2. 计算: 1).当负载对称时，每相有功功率相等，所以三相总功率为：
eu
Em
ev
ew
Ew
Eu
Ev
t1=1/2π
例：当t=1/2π时.
3. 三相对称电动势瞬时值 恒等于零.
EMU 0
1 1 + ( EMV ) + ( EMW ) 2 2
eu + ev + ew 0
俭
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二．用解析式表达的三相交流电动势：
W2 U1
1.定义:
U E1
U2
E3
W1 V2
Uuv Uwu V Uvw W
电源的三角形联接
E2
V1
俭
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2).线电压:
两相线间的电压（UV，VW，WU）.
U L 380V
3). 相电压（Uф- 一相绕
组上的电压）：
W1 V2
W2
U1
U E1
图 三相电源各 电压相量之间的关系
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俭
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结论: 1). 线电压 = 相电压；
2). 线电流 =
即 U L U
3 相电流; 即 I L 3 I
三角形接法结论： 1、相电压等于相应的线电压，（不管负载对称与否）. 2、各线电流由两相邻相电流决定。(在对称条件下，线电 流是相电流的
俭
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单相电动势产生演示
e
Em t=0
-Em
e1
t1
单相正弦波形图
t2 t3 t4
e0
e2
e4 e3
t=1 时 ,磁 t=4 时 场旋转了 t=0 时° 旋转 360 t=2 t=3 时 90 ° 0 回到原点 磁场旋 磁场旋转 90 ωt 了 270 转了 0° 0 90 180 °
eu Em sint
ev Em sin( t 120 )

ew Em sin( t + 120 )

三. 相序: 相序是三相电动势最大值或零值
表达式描述了: 1.任一时间三相的瞬时值. 2.最大值Em, 3.相位角(ωt+120), 4.各相初相位￠(U相初相 角为0).
Eu
° 120 ° 120
N
a
x
S
旋转360°后,又 从t=0开始 各时段线圈中产生电动势方向
N N N
单相发电机模型
N
a
a
x
S
t=0时 Uax=0,φ=0°
x
S
x a
S t=2时 Uax=0,φ=180
x
a
S t=3时 Uax=e3,φ=270°
t=1时 Uax=e1,φ=90
°
俭
°
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4.重点理解中线的作用；
5.了解不对称三相电路的简单分析方法。
俭
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第一节
三相交流电动势
输电
一．三相交流电的产生与应用过程：
发电 输电
降压 降压 用户 升压
用户 自备发电
俭
退出
配电
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1. 三相电动势的产生
图
俭




三相电源各电压相量之间的关系
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同理: 即:
式中:
Uvw
3Uv ; Uwu
3Uw
U L 3U
U L － 线电压, U
或1.732倍. — 相电压(V).
结论:
电源星形联接时,线电压为相电压的
3 倍
3).线电压: 有效值: 4).相电压: 有效值:
U2
E3
Uuv Uwu V Uvw W
电源的三角形联接
U L U
即: 线电压 = 相电压
E2
V1
4).结论:
电源三角形联接时,
线电压等于相电压.
俭
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第三节 三相电路中负载的联接 一. 星形联接的负载
1. 两种制式:
1).三相四线制(有中性线) 2).三相三线制(无中性线)