《电工》教案第十一讲三相电源和三相负载、三相电路的分析和计算(中职教育)

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1、第十一讲三相电源和三相负载三相电路的分析和计算时间：2学时重点和难点：三相电源的星型连接；线电压与相电压、线电流与相电流；目的：让学生了解三相电压的产生过程，掌握三相电源和三相负载的连接方式，掌握三角形连接和星型连接两种方式下线电压与相电压、线电流与相电流Z间的关系，掌握相序的概念；让学生掌握三相三线制与三相四线制电路的特点，熟练掌握对称三相电路的电压、电流和功率计算，掌握三相容量和三相负载的功率因数。教学方法：多媒体演示、课堂讲授主要教学内容：一、三相电源三相交流电源是三个单相交流电源按一定方式进行的组合，这三个单相交流电源的频率相同、最大值相等、相位互差120

2、。o对称三相电动势的瞬时表达式为ev-Emsincotev=Etnsin(0(_12O)ew=Emsin(6?r+120)相量表达式为Eu=Z0°Ev^EZ-1200Ew=EZ120对称三相电源的电动势瞬时值或相量值之和都为零，即%+s+勺丫=o•••Eu+Ev+Ew=0三个电动势到达最大值(或零)的先后次序称为相序。如先后次序为U、V、W则称为正序或顺序；否则，W、V、U则称为负序或逆序。在以后分析中，如不加以说明，均指正序。需要指出，在发电机三相绕组中，哪个是U相可以任意指定，但U相确定Z后，比U相滞后120。就是V相，比U相超前120。的就是W相。在发电厂和

3、变电所中母线通常涂以黄、绿、红三种颜色，分别表示U、U、W三相。二、三相电源的连接在实际的电力系统中，发电机三相绕组按耍求接成星形或三角形。1、星形（Y形）连接：图三相电源的星形连接图和相量图发电机三相绕组的末端U2、V2、W2连接在一起用N表示，称为屮点或零点，从该点引出的导线称为中线。从始端U］、V】、W

4、引出的三根导线称为相线或端线，俗称火线。这样就构成了星形连接。如图（a）所示，中线通常接地，所以也称地线。这种由三根相线和一根中性线所组成的供电方式称为三相四线制（通常在低压配电屮采用）。每相绕组始端与末端Z间的电压（即相线和屮性线Z间的电压）叫相电压，它的

5、瞬时值用％、％、％表示。因为三个电动势的最大值相等，频率相同，彼此相位差均为120°,所以，三个相电压的最大值也相等，频率也相同，相互Z间的相位差也是120°,即三个相电压是对称的。任意两相始端Z间的电压（即相线和相线之间的电压）叫线电压，它的瞬时值用＜加、如八％；表zjlO在对称的三相电路中，三相电压的有效值相等，即其中Up为相电压有效值。所以，三相电压瞬时值表达式可写成uv=Umsincotuv-Umsin（曲一120）uw=Umsin（妙+120°）相应的相量用t/tz,Uv,（7w表示，相量图如图（b）所示。U（jV_一三个线电压口J以表为uvw=uv-u

6、w英相量分别为Uuv=Uu—Uv•••Uvw=Uv~UwUwu=Uw—Uu从相量图中述可以看出，讥、一和构成一个等腰三角形，它的顶角是120。,两底角是30°,从这个等腰三角形的顶点作一垂线到底边，把d"分成相等的两段，得到两个相等的直角三角形，于是口J得其冇效值的表示式为1~Uuv=Uucos30。诗匕贝I」Uuv=土Uu同理Uvw=y/3UvUwu=由于三相对称，一般表示式为UL=y/3Up可见，当发电机绕组作星形联结时，三个相电压和三个线电压均为三相对称电压，各线电压的有效值为相电压有效值的的倍，而且各线电压在相位上比各对应的相电压超前30°o2、三角形（A

7、形）连接三相发电机绕组的三角形连接，就是把绕组始末端依次连接，即5与Vi，V2与Wi，W2与U

8、相联，组成一个闭合回路，曲三个连接点引岀三根相线就构成三角形连接方式，这种只用三根相线供电的方式称为三相三线制，如图所示。图三相电源的三角形联接图图三相电源的角接电压相量图三角形连接时，相电压即为绕组电压，线电压仍为端线电压，由图可看出,线电压就是相电压，即••Uuv=UuUwu=Uw•般式则为电源三角形连接的线电压和相电压的相量图如图7-5所示，这种接法，只能形成三相三线制供电形式，提供一种电压。注意：三和电源三角形连接时，切勿接错。当三相绕组正确连接时，三相电动势对

9、称，三相电动势Z和为零，闭合回路中无电流。但是，如冇一相绕组接反，如图（a）中的W相错接，则从图（b）相量图可知，这时三角形回路内的总电动势为兀+G+H=-2筑,这样,一个大小等于相电动势2倍的电动势，在发电机内部产生很大的环行电流，其至烧坏绕组。为了防止发生这种事故，绕组在作角接时，在连成闭合回路前，应按图（c）所示，用电压表检测闭合回路的开口是否冇很高的电压，核对是否接错。实际上三相发屯机绕组三角形连接用的很少。(a)图接错的三相三角形连接例1、有一台三相发电机，不计绕组木身的阻抗压降，每相绕组的端电压数值上等于每相的电动势，每相绕组的电动势Ep=220V,试

10、分别求岀将