电工学原理 第3章：三相交流电路课件.ppt

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1、第3章三相交流电路本章学时数：3学时本章主要内容三相电动势的产生与联接三相负载的联接三相功率因为：1）三相输电比单相输电节省导线的材料；2）三相交流电机比单相交流电机的性能好，经济效益高。目前，电能的大规模生产、输送、分配和使用大部分采用用三相正弦交流电的形式。(3.15~20)kV(35~500)kV(6~10)kV220/380V发电机升压站高压输电线变电站高压输电线配电房低压配电线发电厂用户输配电示意图G33.1三相电源的产生与联接3.1.1三相电源的产生三相发电机定子三个绕组：A(U1)X(U2)B(V1)Y

2、(V2)C(W1Z(W2)首端末端1、三个绕组空间位置互成120o2、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。定子转子•••AXYCBSNZ4三相电动势瞬时表达式：5对称三相电动势：三相电动势幅值相等，频率相同，相位互差120ºEm瞬时值的正弦波形图：三相电动势的相量关系：三相电动势的相量图：73.1.2三相电源的联接1.三相电源的星形联接（Y接）三个绕组的末端联在一起称为中点（零点）。图中的X、Y、Z连接点8从中点引出的导线称为中线（零线或地线）。图中X、Y、Z和N点之间的连线。从绕组首端A、

3、B、C引出的导线称为火线（相线或端线）图中三相电源有三根火线。相电压：火线对零线间的电压（Up）。uAN=eAuBN=eBuCN=eC10线电压：火线间的电压（UL）。图中的uAB、uBC和uCAuBCuCAuABUAB=UAN-UBNUBC=UBN-UCNUCA=UCN-UAN相量关系：11UBN30UCNUAN-UBNUAB线电压与相电压之间关系：在日常生活与工农业生产中，一般：UL=380VUp=220V2.三相电源的三角形联接（D接）将三相绕组的首端、末端依次相联，如图形成三相电源的三角形联接。三相电源的三角形

4、连接一般只用于工业用户。133.2三相负载的联接3.2.1负载的星形联接（Y接）NACBZZZUANUBNUCNUCAUBCUAB特点：各相负载一端联在相线上，另一端联在中线上。141.三相四线制相电流Ip：每相负载中的电流。线电流IL：每根火线中的电流。显然：Ip=ILINUCNZIAICIBACBNZZABCN´UANUBN中线电流IN=IA+IB+IC相（线）电流求解公式（1）当负载对称时此时：Ip=IA=IB=IC=UP/

5、Z

6、IN=0（中线可以取消）负载对称条件：

7、ZA

8、=

9、ZB

10、=

11、ZC

12、φA=φB=φC（2

13、）当负载不对称时例3.1：图中三相负载为电阻性负载,已知UP=220V,RA=5Ω，RB=10Ω,RC=20Ω,求UAN,UBN,UCN,IA,IB,IC,ININUCNRIAICIBACBNRRABCN´UANUBN解：(1)UAN=UBN=UCN=UP=220V(2)IA=UAN/RA=44AφA=0oIB=UBN/RB=22AφB=-120oIC=UCN/RC=11AφC=120oIN=IA+IB+IC=27.5-j9.45=29.1<-19oAINUCNRIAICIBACBNRRABCN´UANUBN讨论：(1)

14、A相断路，由于有中线，B、C相仍正常工作；(3)A、B相断路，C相仍正常工作，呈单相供电。(2)A相短路，此时A相短路电流很大，将烧断A相，工作情况同(1)；结论：只要有中线，就能正常工作202.三相三线制例3.2：上例3.1中只去掉中线,其余条件不变,求相电压UAN´,UBN´,UCN´ZIAICIBACBNZZABCN´解：(1)求中点电位(节点电压法)UN´N=UAN/RA+UBN/RB+UCN/RC1/RA+1/RB+1/RC=83.4∠-19oV(2)求相电压UAN´=UAN-UN´N=220∠0o-83.4∠

15、-19o=144<10o53´VUBN´=UBN-UN´N=220∠-120o-83.4∠-19o=249.5∠139o6´VUCN´=UCN-UN´N=220∠120o-83.4∠-19o=288.1∠130o55´V讨论：(1)负载不对称无中线时，各相负载电压不对称，电路不能正常工作；(2)中线的作用在于保证星形接法的各相负载电压等于电源的相电压。结论：中线不能断开，也不能安装开关和熔断器。3.2.2负载的三角形联接（D接）ACB如图将负载首尾相联称为三角形接法。显然：UAB=UBC=UCA=UL=UP结论：负载对称

16、时IAB=UAB/

17、ZAB

18、φAB=arctg(XAB/RAB)IBC=UBC/

19、ZBC

20、φBC=arctg(XBC/RBC)ICA=UCA/

21、ZCA

22、φCA=arctg(XCA/RCA)IA=IAB-ICAIB=IBC-IABIC=ICA-IBC相电流和线电流的求解3.3三相功率有功功率P=PA+PB+PC=UAI