不对称三相电路的分析

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1、不对称三相电路的分析在三相电路的构成中，只要有任意一部分出现不对称的情况，就称为不对称三相电路。例如，三相负载中的三个负载不完全相等，三相电源出现个别相电源短路或开路等现象，此时，都会形成不对称三相电路。三相电路不对称的原因常见的不对称三相电路是指三相负载不对称，即ZA≠ZB≠ZC，或者YA≠YB≠YC。在电力系统中除三相电动机等对称三相负载外，还有许多由单相负载组成的三相负载。人们尽可能把它们平均分配在各相上，但往往不能完全平衡，而且这些负载不都是同时运行的。当三相系统发生故障时也会引起不对称。典型的不对称三相电路(1)某相负载开路（a）A相开路电路

2、图(b)相量图如图(a)所示的A相开路电路。则此时电路完全变成一个串联的回路。两相负载承受的电压为BC线电压的一半。由图(b)中的相量图可见中点位移的位置。这种现象对于负载用户来说，电压幅值减小了，一般不会对用户的负载造成很大程度的损坏。典型的不对称三相电路(2)某相负载短路(a)A相短路电路(b)相量图如图(a)所示为A相短路电路。此时两个中点NN'直接被一相电压连起来，造成另外两相的负载直接承受线电压幅值。由图(b)中的相量图可见，中点位移直接接到三角形的顶点。这种情况往往会造成负载在很大程度上损失。为避免出现上述不对称情况，需采取必要的措施，使电

3、力系统的安全运行有充分的保障。不对称星形连接的三相电路UA-+YAUB-+YBUC-+YCSBACNN’IAIBICINZN（YA++YBYC）UN'NYAYBYC++UAUBUC=典型的不对称三相电路(3)不对称星形负载的相电压(S断开)开关S断开时，由节点电压法分析可知：各相电压为UAN'=UA－UN'NUBN'=UB－UN'NUCN'=UC－UN'N++YAUN'N=YBYC++YAYBYCUAUBUC≠0UA-+YAUB-+YBUC-+YCSBACNN’IAIBICINZN各相电压为UAN'=UA－UN'NUBN'=UB－UN'NUCN'=UC

4、－UN'NIA=IB=IC=UAN'ZAUBN'ZBUCN'ZC不对称星形连接负载的相量图NN'UAUBUCUN'NUAN'UBN'UCN'中性点位移UA-+YAUB-+YBUC-+YCSBACNN’IAIBICINZN中线电流为IN=IA+IB+IC当合上开关S，即接上中线时，如果ZN≈0，则可强使UN’N=0。此时尽管电路不对称，但各相保持独立，各相负载的相电压对称。因此在负载不对称时中线的存在是非常重要的。结论负载不对称而又没有中线时，负载的相电压就不对称。当负载的相电压不对称时，势必引起有的相的电压过高，高于负载的额定电压；有的相的电压过低，低

5、于负载的额定电压。这都是不容许的。三相负载的相电压必须对称。例2求负载相电压、负载电流及中线电流。IN负载为电灯组，在额定电压下其电阻分别为RA=5Ω，RB=10Ω，RC=20Ω。（灯泡的额定电压为220V）已知电路如图所示，电源电压对称，每相电压Up=220V；例2求负载相电压、负载电流及中线电流。解：在负载不对称而有中线的情况下，负载相电压和电源相电压相等，也是对称的，其有效值为220V。IN例2求解过程各相电流为：IA=UA/RA=2200。/5=440。AIB=UB/RB=220-120。/10=22-120。AIC=UC/RC=220120。

6、/20=11120。A中线电流为:IN=IA+IB+IC=440。+22-120。+11120。=27.5-j9.45=29.1-19。A在上例中如果（1）A相短路而有中线时；（2）A相短路而中线又断开时。分析过程（1）A相短路而有中线时；解：（1）此时A相短路电流很大，将A相中的熔断器熔断，而B相和C相未受影响，其相电压仍为220V。分析过程（2）A相短路而中线又断开时。（2）此时负载中点N’即为A，因此负载各相电压为：UAR=0UBA=380VUCA=380V可见，B、C两相电压都超过电灯额定电压，这是不容许的。中线的作用中线的作用就在于使星形连接

7、的不对称负载的相电压对称。为了保证负载的相电压对称，就不应让中线断开。因此，为防止误动作，规定中线内不允许接入熔断器或闸刀开关。应用：三相电路接零保护系统三相电路系统的用电安全－保护接零(a)工作零线兼作保护零线图(a)为一般的接零保护，以工作零线兼作保护零线。工作原理：在当电路的某相带电部分触及设备外壳时，通过外壳形成该相对零线的单相短路（称碰壳短路），此时，短路电流很大可以使线路上保护装置迅速动作，切断电源。UA-+．UC-+．R1R2ABCNUB-+．UC-+．R1R2ABCNUB-+．UA-+．三相电路系统的用电安全－保护接零(b)重复接地保护

8、图（b）为重复接地保护，在进入用户端，一处或多处通过接地装置再次与大地连接，接地电阻R2很小。