电工技术 教学课件 作者 刘永波 第4章.ppt

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1、学习要点第4章三相交流电路三相交流电源三相负载的正确联接三相交流电路电压、电流和功率计算三相四线制电路中中线的作用4.1三相交流电源4.2三相负载的连接4.3三相电路的功率第4章三相交流电路4.1三相交流电源由3个频率相同、振幅相同、初相位互差120°的正弦电压源所构成的电源称为三相电源。由三相电源供电的电路称为三相电路。三相电源由三相交流发电机产生的。在三相交流发电机中有3个相同的绕组。3个绕阻的首端分别用A、B、C表示，末端分别用X、Y、Z表示。这3个绕组分别称为A相、B相、C相，所产生的三相电压分别为：0°-120°120°

2、对称三相电源：三个电压为同幅值、同频率、相位互差120三个电压达最大值的先后次序叫相序，图示相序为ABC。任一瞬间对称三相电源3个电压瞬时值之和或相量之和为零。星形联结：3个末端连接在一起引出中线（或零线），由3个首端引出3条火线（相线）。每个电源的电压称为相电压，火线间电压称为线电压。ACCAUUU&&&-=CBBCUUU&&&-=BAABUUU&&&-=图4-3三相电源的星形联结由相量图可得：可见，三个线电压幅值相同，频率相同，相位相差120。注：此种接法如一相接反，将造成严重后果。三角形联结：将三相绕组始末端依次相接

3、，X与B，Y与C，Z与A相接，形成一个闭合回路，然后从三个连接点引出端线，如图4-4所示。显然这种接法只有三根导线，电源的线电压就等于相应的相电压。即图4-4三相电源的三角形联结4.2.1三相负载的星形联结相电流：负载中的电流线电流：相线中的电流4.2三相负载的连接在三相电路中，每相负载中的电流应该一相一相地计算。在忽略导线阻抗的情况下，各相负载承受的电压就是电源对称的相电压，因此各相电流为：图4-5三相四线制电路若负载对称，中线电流如果三相负载是对称的，即则：由于对称三相负载的电流是对称的，因此只要求出三相中的任一相的电流，其他

4、两相可以不必计算，只要根据对称性写出，这就是对称三相电路归结为一相的计算方法。中线没有电流，中线也就没有存在的必要，这就产生了对称负载星形联结的三相三线制电路。【例4-2】在下图所示电路中，电源电压对称，Up=220V；负载为电灯组，额定电压为220V，各相负载电阻分别为RA=5Ω，RB=10Ω，RC=20Ω。求（1）负载相电压、负载电流及中线电流；（2）若A相短路，各相负载上的电压；（3）若A相断路，各相负载上的电压；（4）若A相短路而中线又断开，各相负载上的电压；（5）若A相断路且中线又断开时，各相负载上的电压。解：（1）负载

5、不对称，但由于有中线，因此负载的相电压等于电源的相电压，是对称的。各相的计算具有独立性，可分别计算。设则中线电流为（2）A相短路，如图4-9a所示，此时A相短路电流很大，将A相的熔断器熔断，由于中线的存在，B相和C相未受影响，其相电压仍为220V。（3）A相断路，如图4-9b所示，由于有中线，B相和C相不受影响图4-9例4-2图（4）A相短路且中线又断开的情况下，如图4-9c所示。由于A相负载短路，此时负载中性点即为A，B相和C相电灯所加的电压为线电压380V，都超过其额定电压（220V），电灯将会被损坏。图4-9例4-2图（5）

6、A相断路，中线又断开时，如图4-9d所示，相当于B相和C相电灯组串联接在线电压UBC=380V电源上，B相负载和C相负载的电压分配，取决于两相电灯的电阻。负载电压高于或低于其额定电压就不能正常工作，这是不允许的。图4-9例4-2图由上面例题的分析可以看出，当负载不对称时，只要有中线，负载的相电压仍然是对称的，负载能够正常工作。一旦中线断开，负载的相电压就不对称，就会造成有的相电压过高，高于负载的额定电压；有的相电压过低，低于负载的额定电压，这都是不允许的。因此，为了保证负载的相电压对称，在三相四线制供电系统中，中线上不允许接熔断器

7、，以免造成因无中线引起的事故。4.2.2三相负载的三角形联结当三相负载每相的额定电压等于电源的线电压时，负载通常做三角形联结。由于各相负载直接接在两根相线之间，所以不论负载是否对称，其相电压总是对称的，都可以正常工作。负载的相电压等于电源的线电压。现以为参考相量对电路进行分析各相负载的相电流为图4-10负载三角形联结根据基尔霍夫电流定律，可求出各线电流为当负载对称，即ZAB=ZBC=ZCA=Z=

8、Z

9、时，负载相电流是对称的，即对称负载三角形联结时相、线电流相量图如图4-11。图4-11当相电流对称时，线电流也是对称的，线电流与相电

10、流的关系为线电流大小是相电流的倍，在相位上滞后于相应的相电流30°，即必须指出，如果三相负载不对称，则线电流与相电流之间不存在上述的数值关系和相位关系。三相负载如何连接，要视电源电压和负载额定电压的情况而定。例如对于线电压为380V的三相电源，当三