电工学 第4章供电与用电

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1、第4章供电与用电4.1三相电源4.2三相负载4.3三相功率4.4电力系统4.5触电事故4.6触电防护4.7静电防护4.8电器防火与防爆掌握了解正弦交流电火线、地线、零线关系？基本供电和用电常识第4章供电与用电4.1三相电源分两部分:1.静止部分:定子2.转动部分:转子三相交流电的产生(同步发电机):返回下一节下一页上一页图4.1.1三相同步发电机◆三相电源:产生对称的三相电动势的电源。三相绕组尺寸、匝数相同空间排列互差120(尾端)+e1e2e3L1’L1L2L2’L3L3’(首端)++–––表达式:e1=EmsinωtVe2=Emsin(ωt–120o)Ve3=Ems

2、in(ωt–240o)V=Emsin(ωt＋120o)V(a)波形图返回下一节下一页上一页ee1e2e3tO(b)相量图图4.1.2对称三相电动势相量表示法:E3=E∠＋1200V·E2=E∠－1200V·E1=E∠00V·E1·E2·1200E3·12001200◆相序：三相电动势由超前相到滞后相的轮流顺序。(一)三相电源的星形联结（或Y形连接）三相四线制:L1、L2、L3加N三相三线制:L1、L2、L3无N+U1_·_U2+·_U3+·+U12_·+U23_·_U31+·+E1_+_E2E3+_L1NL2L3N···可提供两种电压:返回下一节下一页上一页图4.1.3三

3、相电源的星形联结相电压:U1、U2、U3···线电压:U12、U23、U31···连接方式：三相绕组三个末端连在一起，三个首端一起向外引出4根或只从三个首端向外引出4根供电线。中性点中性线火线(端线)1.相电压与线电压的关系根据KVL定律:U12=U1-U2···=U1+(-U2)··U31=U3-U1···U23=U2-U3···相量图:+U1_·_U2+·_U3+·+U12_·+U23_·_U31+·+E1_+_E2E3+_L1NL2L3N···U1·U2·U3·U31·300U12··-U2U23·返回下一节下一页上一页(1)相电压对称:Up=U1=U2=U3，幅角

4、互差120o。线电压也对称:Ul=U12=U23=U31，幅角互差120o。◆星形连结结论:(2)U12=√3U1(大小关系)U12超前U130o(相位关系)U1·U2·U3·U31·300U12··-U2U23·推出一般结论:Ul=√3UpUl超前于与之对应的Up30o··2.相电流与线电流的关系··IL1=I1··IL2=I2··IL3=I3根据KCL:⑴相电流和线电流都是对称的；⑵Ip=Il并且相位对应相同。+U1_·_U2+·_U3+·+U12_·+U23_·_U31+·+E1_+_E2E3+_L1NL2L3N···IL3·IL2·IL1·IN·I2·I1·I3·

5、相电流：绕组上的电流线电流：端线上的电流在三相对称交流电路中IL1=IL2=IL3=ILI1=I2=I3=IP(二)三相电源的三角形联结（△接）注意：这种接法只有三相三线制。L1L2L3132+U12=U1_··+U23=U2_··_U31=U3+··IL1·IL2·IL3·I1·I2·I3·每相绕组的末端与相邻的下一相绕组的首端依次相联+-E2+-E3+-E11.相电压与线电压的关系······根据KVL定律:U12=U1U23=U2U31=U3结论:相电压和线电压都对称。Up=Ul且相位相同。L1L2L3132+U12=U1_··+U23=U2_··_U31=U3+·

6、·返回下一节下一页上一页2.相电流与线电流的关系根据KCL定律:IL1=I1-I3···IL3=I3-I2···IL2=I2-I1···I1·I2·IL2·IL1··-I3I3·IL3·相量图:_U31=U3+··L1L2L3132+U12=U1_··+U23=U2_··IL1·IL2·IL3·I1·I2·I3·=I1+(-I3)··返回下一节下一页上一页注意:一般所说的三相电源电压、电流是指线电压、线电流。◆三角形联结结论：I1·I2·IL2·IL1··-I3I3·IL3·相量图:Il=√3IpIl滞后于与之对应的Ip30o相电流和线电流对称。··思考:三角形联结的对称

7、三相电源，空载运行时，三相电动势会不会在三相绕组所构成的闭合回路中产生电流？∵∑E=0·∴无环流（空载时）4.2三相负载三相负载分为两种:对称负载:不对称负载:三相负载的连接方式有两种:1.星形联结2.三角形联结上一节返回下一节下一页上一页单相负载：只需一相电源供电（照明负载、家用电器）负载三相负载：需三相电源同时供电（三相电动机等）三相对称电源+三相对称负载=三相对称电路+U23__U31+···+U12_Z3Z2Z1L1L2L3N+U1_·_+·U2+_·U3·I1·I3I2·IL1·IN·IL2·IL3·三相负载为三相四