三相电路基础介绍.doc

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1、第七章三相电路三相电路 (three-phase circuit)是由三相电源供电的电路。三相电源是能产生三相电压，能输出三相电流的电源。所谓三相电压(或电流)，是三个频率相同但相角不同的电压(或电流)的总称。三相制(three-phase system)( 三相供电系统)自19世纪末问世以来，已广泛应用于 发电、输电、配电和动力用电等方面。本章主要讨论三相电路中常见的两种联接方式一星形联接和三角形联接、线电压与相 电压、线电流与相电流及其相互关系，对称三相电路和不对称三相电路的计算，三相电路 中的功率等内容。7-1对称三相电压图7-1-1 表示一组三相四线制 (three-phase fou

2、r-wire system)供电电源的引出线，图7-1-1 三相电压示例其中A、B、C代表三根端线 (terminal wire，俗称“火线”)，0代表中线(neutral wire,俗称零 线”)。电压 UAO、UBO、UCO构成一组三相电压， U AB、UBC、UCA构成另一组三相电压。一般三相供 电系统所提供的电压是对称三相电压 (symmetrical three-phase voltages)，即一组 频率相同、幅值相等而在相角上互差120的正弦电压，如下式所示此处设UAO (t)的初相为零UAO (t)Um si nt. 2U si nt(7-1-1a)UBO (t)UmSi n(

3、t120 )2U s in(t120)(7-1-1b)Uco(t)Um si n(t240 ). 2U si n(t240 )Umsin(t120 )、2Usin(t120)(7-1-1c)上列对称三相电压的相量表达式为UaoUej0(7-1-2a)UboUe j120(7-1-2b)UcoUe j240U ej120(7-1-2c)式(7-1-1)或式(7-1-2)所表示的对称三相电压的相角关系为B相滞后于A相120C相又滞后于B相120。这种由超前相到滞后相按A-B-C排序的相角关系，称为正相序，简称正序(positive sequenee)，或称顺序。反之，若C相超前于B相120 ，B相

4、又超前于A相120，即C-B-A的相序，称为负相序，简称负序(negativesequenee)，或称逆序。今后如无特殊声明，均按正序处理。图7-1-2用波形图和相量图表示出了以上对称三相电压。从图形中可以清楚地看出此 正序对称三相电压的相角关系。对称三相电压相量的代数和为j0j120j120U ao U bo U co U e U eU e这与相量图上对称三相电压相量的几何和为零是一致的。二者都反映了对称三相电压的时间函数式之和恒等于零，即UAO(t) UBO (t) Uco(t)0同理，对称三相电流是一组频率相同，幅值相等而相角互差120的正弦电流。因此,对称三相电流的相量的代数和及时间函

5、数式之和必然恒等于零。(b)相量图图7-1-2对称三相电压的波形图和相量图7-2三相制的联接法三相发电机或三相变压器的次级都有三个绕组，每个绕组相当于一个单相电源。在不 计绕组的阻抗时，三相电源的每一绕组的电路模型是一个电压源。三相电源的三个绕组一 般都要按某种方式联接成一个整体后再对外供电。三相电源的基本联接方式有两种。一种 是星形联接(star connection)，或称Y联接(Y-connection);另一种是三角形联接，或 称联接(delta-connection,or-connection)。三相负载也有星形和三角形两种基本接法。现分别讨论如下。7-2-1三相星形联接三相电源的每

6、一绕组都有一个始端和一个末端。如果规定各相电压的参考方向都是由 始端指向末端，则三相电压的相角互差120。将三相电源的三相绕组的“末端”联接起来，而从“始端” A、B、C引出三根导线以联接负载或电力网，这种接法就叫做三相电源的星 形联接。在不计电源内阻抗时，其电路模型如图7-2-1所示。由末端联接成的节点 0称为中性点，简称中点(n eutral poi nt)。图中负载也接成星形，负载中性点与电源中性点间的联接线即为中线。这样的三相系统就是三相四线制。由三个始端引出的导线即为端线。端线上的电流称为线电流(li ne current)，而流经电源或负载每相的电流则称为相电流(phase cur

7、rent)。在星形联接中，每一根端线的线电流就是该线所联接的电源或负载的相电流。简而言之，在星形联接中，线电流等于相电流。图7-2-1 Y-Y联接的三相制图7-2-2星形联接中对称三相电压的相量图三相电路中，任意两端线间的电压称为线电压(line voltage)，而电源或负载每相的(7-2-1a)(7-2-1b)电压则称为相电压(phase voltage)。在星形联接中，根据基尔霍夫电压定律的相量形式， 线电压相量Uab、Ubc、Uca与相电压相量UAO、UBO、Uco间的基本关系为U ABU AOU BOU BC U BO U COU CA UCO U AO(7-2-1c)作出相量图，便

8、可求得线电压与相电压之间的关系。作相量图的步骤是，先画出三个相电 压相量，然后根据式(7-2-1)依次取两个相电压相量之差，就得到各个线电压相量。不难看出，联接三个相电压相量顶点所得三角形的三边，就代表了三个线电压相量(注意箭头 指向)，如图7-2-2所示。在相电压是对称的情况下，线电压是和相电压大小不同、相角 也不一样的另一组对称三相电压。线电压与相电压有效值之间的关系为(7-2-2)式中，Ul代表线电压有效值， Up代表相电压有效值。这就是说，在对称三相星形联接中, 线电压的有效值等于相电压有效值的倍。220 V，线电压为380 V，就是符合上例如，在常见的对称三相四线制中，相电压为述关系

9、的，即.3 220 V 380 V。在对称三相星形联接中，线电压相量与相电压相量之间的关系，也不难根据相量图求 出如下：Uab 3Uao ej30(7-2-3a)Ubc 3Ubo ej30(7-2-3b)Uca 、3Ucej30(7-2-3C)在图7-2-3所示三相电路中，中线电流可按如下的基尔霍夫电流方程确定Io I a Ib I c即中线电流相量等于各相电流相量之和。如果三相负载阻抗Za = Zb = Zc (这种负载称为对称三相负载)，则在对称三相电压源作用下各相电流也必然是对称三相电流，这时中线电流Io 0。中线电流既然为零，即使中线上有阻抗也不会影响电路的工作状态；甚至将中线 断开后

10、，电路的工作状态仍与有中线时相同。这种电源与负载均作星形联接而无中线的三 相系统，称为三相三线制(three-phase three-wire system) 。7-2-2 三相三角形联接三相电源的三角形联接，是将电源每相绕组的末端与其后一相绕组的始端相联，形成 一个闭合路径，再从三个联接点引出端线以联接负载或电力网。在不计电源内阻抗时，其 电路模型如图7-2-3所示。图中负载也作三角形联接。电源和负载均作三角形联接的三相 电路是另一种形式的三相三线制。三角形联接的三相电源虽然自成一个回路，但是只要接法是正确的，并且电源电压是对称的，则电源回路中各相电压源的电位升之和为零，即U sA U sB

11、 UsC 0因而在空载状态下电源回路中并无电流通过。图7-2-3-联接的三相制图7-2-4 三角形联接中对称三相电流的相量在-联接的三相电路中，由于每相电源(或每相负载)系直接联接在两端线之间，所以三角形联接的线电压等于相电压。但线电流则不等于相电流。根据基尔霍夫电流定律的相量形式可以写出Al ABIcA(7-2-4a)Bl BCIab(7-2-4b)Cl CAIbc(7-2-4c)作出相量图，便可求得线电流与相电流之间的关系。作相量图的步骤是，先画出三个 相电流相量，然后根据式 (7-2-4)，依次取两个相电流相量之差，就得到各个线电流相量。 不难看出，联接三个相电流相量顶点所得三角形的三边

12、，就代表了三个线电流相量(注意箭头指向)，如图7-2-4所示。在相电流是对称的情况下，线电流是和相电流大小不同、相角 也不一样的另一组对称三相电流，线电流与相电流有效值之间的关系为(7-2-5)式中，h代表线电流有效值，Ip代表相电流有效值。这就是说，在对称三相三角形联接中， 线电流的有效值等于相电流有效值的倍。对称三相线电流相量与对称三相相电流相量之间的关系，也不难根据相量图求出如下：IA 、3lABej3(7-2-6a)Ib 3 Ibc e j30(7-2-6b)lc -.3 Ica e j30(7-2-6c)显而易见，三角形联接的线电流与相电流之间的关系和星形联接的线电压与相电压之 间的

13、关系是互为对偶的。应当注意，在三相电路中，三相负载的联接方式决定于负载每相的额定电压和电源线 电压。例如，额定相电压为220 V的三相电动机，要联接到线电压为 380 V的三相电源时， 必须接成星形，而不能接成三角形。如果电动机的额定相电压等于电源线电压，则应接成 三角形。7-3对称三相电路的计算由对称三相电源与对称三相负载构成的电路是对称三相电路(symmetrical three-phase circuit)。对称三相电路实际上是一种复杂的正弦电流电路，可以用前面介绍的正弦电流电路的一般分析方法求解。然而，由于这种电路的对称性，以及它在电力工程 中的重要应用价值，我们能够而且有必要寻求简便

14、适用的计算方法。7-3-1电源与负载均作星形联接的对称三相电路首先，通过一个例子来说明对称Y-Y联接三相四线电路的分析方法。例7-3-1 在图7-3-1所示对称三相电路中，三相电压源的电压 UsA 3OOej0V, UsB 300e j120 V , Use 300ej120 V，负载每相阻抗 Zp (45 j35)，线路阻抗 Z| (3 j1) 冲线阻抗Zo (2 j4)。求各相电流相量及负载端相电压有效值和线电压 有效值。解：由于对称三相电路的中线电流为零。中线阻抗电压降为零，即Uoo 0 ,负载中性点与电源中性点为等电位点，可将O与O两点短接。这时显而易见，每一相的电流等于该相电压源电压

15、除以该相的总阻抗。因此，可以任意取出一相(例如A相)来计算。图7-3-2为计算A相的电路图，称为单相计算电路图。现对A相计算如下：一相阻抗Zp (3j1)(45j35)(48j36)60ej36.9图7-3-1 Y-Y联接(有中线)的对称三相电路的计算示例UsAZA相负载电压相量为UaoZplA (45 j35) 5ej36.9Vj37.9j36.9j1 、，(57 e 5e ) V 285e V根据A相电流相量，可推算出其余的两相电流相量为I B IAe j120 5e j36% j120 A 5e 曲9 AIc IAej120 5e 吟 ej120 A 5e j83J A图7-3-2 对称

16、三相电路的单相计算电路图j36.9j120 A5e e Aj83.1 A5e AA相电流相量Uab Ubc Uca .3 285 V493.6 V负载端相电压有效值Ueo 285 V负载端线电压有效值由上例可以看出。为了分析Y-Y联接有中线的对称三相电路，可以首先任取一相(如上例中的A相)作为参考相，绘出其单相计算电路图，按照单相电路的分析方法计算参考相，然后再按对称关系推算出其余两相的解。应当注意，原电路中两中性点00之间的中线阻抗ZO不出现在单相计算电路中的00两点之间。对于Y-Y联接无中线的对称三相电路，例如，图7-3-1中将Zo支路断开后的电路，因其两中性点之间的电位差为零（读者可根据

17、节点分析自行证明 ），在分析计算时，可以加上一根阻抗为零的中线，然后按上述对称三相四线电路计算。7-3-2电源与负载均作三角形联接的对称三相电路下面研究图7-3-3所示-联接的对称三相电路的分析方法。首先讨论一种最简单的情形，即线路阻抗 乙=0的情形。这时由于Uaa0,U bb 0, U ee如下：0，电源端每相电压直接加在负载的一相上，故可直接计算负载各相电流U sab1 AB,Zp11 e j1201 BC1 AB ej120IcaIab e在一般情况下， 乙0，负载相电压不等于电源相电压，故不能直接计算负载相电流。 处理这一类电路的简便方法是，把电源和负载的三角形联接都化为等效的星形联接

18、，再按 Y-Y联接电路计算，然后返回原电路，以计算待求变量。图7-3-3-联接的三相制图7-3-4 图7-3-3的等效Y-Y联接电路图7-3-4 所示Y-Y联接电路是图7-3-3 所示联接电路的等效电路。图中对称的等效星形联接电压源的电压与原三角形联接电压源的电压的关系为1 U SAB eUsAj30UsBUse1u sbc e3吉 U sca ej30j30(7-3-1a)(7-3-1b)(7-3-1c)等效星形负载阻抗与原三角形负载阻抗的关系为(7-3-2)如果不知道电源的联接方式，而仅知道对称三相电压源的线电压，可先画出等效的对称Y-Y联接电路，再用本节介绍的方法计算。下面举一个例子，用

19、以说明这种分析方法。例 7-3-2 在图 7-3-5（24+ j36），线路电阻为1各相电流相量和各线电流相量。解：因为已知线电压为直接计算负载各相电流。所示三相电路中，对称三相负载作联接，每相阻抗 Z。ABC三端接至线电压为 380 V的对称三相电源。求负载380 V的对称三相电源不是直接加于三角形负载上的，故不能然而电源端可以根据上述方法（或根据替代定理）用一组接成星形的对称三相电压源来代替，其相电压有效值为3803220 V ,如图7-3-6所示。这样代替后,图7-3-5 对称联接电路的计算示例图7-3-6 图7-3-5的等效Y-Y联接电路再将对称 联接负载化为等效的 Y联接负载，其中每

20、相阻抗为1（24 j 36）3所示的对称三相Zy -Z3于是，原电路变换为图 7-3-6 中性点间的电压为(8j12)Y-Y联接电路。根据节点分析法，可求得两YY(UsaUsB Use)03Yy式中，Yy代表图7-3-6 将两中性点短接，并取 为原电路中联接线 AAIa所示星形联接电路中每相的导纳。由于两中性点间的电压为零，可A相为参考相，绘出单相计算电路，如图7-3-7所示。图中电流Ia上的线电流相量，可求出如下：Usa 220 ej0i53 1sAA 14.7e j AUsA1 (8 j12)9 j1215 ej53J原三相电路中各处的电压、电流不会有任何改变。其余的两线电流相量为Ib l

21、Ae j120 A 化皿1 AIC IA ej120 A 14.7 ej669 A图7-3-7单相计算电路图1 I ej30A B(AB C8.49e j143CA8.49ej96.9 ,IIAIAIpA 8.49e j23.1 A联接负载相电流的有效值及各相电流相量分别为亠 147 A 8.49 A .3.3通过以上两类对称三相电路分析方法的讨论，可以看出，对称三相电路的一般处理方法是：首先将给定电路化为等效的对称Y-Y联接电路，然后任选一相作为参考相，绘出单相计算电路图，按单相电路进行计算，最后回到原电路计算待求变量。如果三相电路中有 多个对称三相负载，或有两组甚至两组以上对称三相电源，一

22、般仍可按上述办法绘出单相 计算电路图进行分析。在这种情况下，单相计算电路将是一个有分支的电路。练习题7-3-1某三相四线制电源，线电压为380 V，接有一对称星形负载，负载每相阻抗为（8+j6），端线阻抗为（2+j1），中线阻抗为（8+j6）。求 线电流及负载端线电压有效值。7-3-2 相电压为380 V作三角形联接的三相电 源，对一组对称三角形负载供电，负载每相阻抗为（16+j12），端线阻抗为（2+j1.2）。求各线电 流相量和负载各相电流相量。380 V，同时接有星形和三角形负载的对称三相电路。试求输电7-3-3 题7-3-3图表示一线电压为线上的电流。7-4不对称三相电路的计算若三相电

23、路的电源电压不对称，或负载阻抗（包括传输线阻抗）不对称，或电源电压和负载阻抗均不对称，则电路中的三相电流一般是不对称的，这就是不对称三相电路（unsymmetricalthree-phase circuit）。在电力网络中，三相电源电压一般可以认为是对称的，各相负载阻抗不相等常常是导致电路不对称的原因。如果有一相断路或短路等故障 发生，将会引起严重的不对称现象。不对称三相电路的计算，虽然可以按一般复杂的正弦电流电路处理，然而由于结构上 的特点，在计算方法上也有其特殊性。当电源与负载均作星形联接时，无论有中线或无中线，均可用节点分析法求解。例如 三相四线不对称三相电路，若电源各相电压为USA、U

24、SB、Use，负载各相阻抗为 Za、Zb、(7-4-1)Ze,中线阻抗为Zo（如图7-4-1所示），则负载中性点与电源中性点之间的电压为图7-4-1 Y-Y联接不对称三相电路1ZaUsAJUsBZbJUscZc1111ZaZbZcZoU oo据此便可求得各相电流U sA U OOUsB UOOU sC U O O|a z , Ib Z , Ie ZZaZbZc及中线电流IO 1 A 1B 1 e对于不对称三角形联接负载，一般可先化为等效星形联接负载，再用节点分析法计算。如果仅知道不对称三相电源的三个线电压Uab、Ubc与Uca，由于它们满足 KVL方程U AB U BC U CA 0故其中只有

25、两个是独立变量，我们只需任选两个电压（例如Uab与Ubc），用等效电压源替代，则三个线电压都必然满足给定的条件。例如图7-4-2（ b ）即是图7-4-2（ a）的等效电路。对于图7-4-2（ b ）所示电路，可列出如下的节点方程:这样便可求得各相电流U BOI A、I b 和 1 C Ubc 丄 UabZcZaZaZb Zc(7-4-2)由式（7-4-1）可以看出，如果负载对称（Za= Zb = Zc），电源也对称，则式中分子为零，Uoo 0。即在对称 Y-Y联接电路中，无论有无中线以及中线阻抗的大小如何，负载中性点均与电源中性点等电位。反之，在不对称Y-Y联接电路中，只要中线阻抗不等于零，

26、负载中性点的电位就与电源中性点的电位不相等，这种现象称为中性点位移。Uoo之值愈大，即中性点位移愈大，则负载相电压不对称的情况愈严重。这是一般电力网络中应予避 免的情形。研究式 （7-4-1）可以看出，在其它条件不变的情况下，要减小中性点位移，应 尽可能减小中线阻抗 Zo之值。(Ae1*佥% E +-:+ C 12 匸1Ze（a）（b）图7-4-2不对称三相电路及其等效电路如果中线阻抗为零，即使负载严重不对称，仍有Uoo 0,从而使负载相电压得以保持对称。反之，如果断开中线，即中线阻抗为无限大，决定于Uoo的中性点位移将具有在给定不对称负载下的最大可能值，造成负载相电压严重的不对称，致使负载有

27、的相电压可 能远低于其额定电压而不能正常工作，有的相电压则可能大大高于其额定电压，导致设备 的损坏。所以，单相负载按星形接法接入三相电路时，必须联接中线，并且中线上不得安 装保险丝，以防止中线断开时可能造成的危害。例7-4-1 图7-4-3中实线部分为用以测定三相电源相序的相序仪。图中不对称三相Y形联接负载由 C = 2 F的电容和两个 220 V、100 W 的灯泡组成（设灯泡电阻为线性电 阻）。A、B、C三端接至线电压为215 V的对称三相工频电源。求不对称负载中性点的位移（即负载中性点与电源中性点之间的电位差），并计算B、C两相所接灯泡的电压。根据A图7-4-3相序仪图7-4-4三相负载

28、不对称时的电压相量图（这是电压相量图的另一种画法，图中各点分别与电路中各点相对应。）以上计算结果说明用此电路测定相序的原理。解：选线电压U BC为参考相量，则U BC215ej0 VUcA215 e j120 VU ab215ej120 V求各相负载导纳用对称三相星形联接电源代替上述已知电压（如图中虚线部分所示），即Yaj C (j25062 10 )S j628610SRb2 2Up 2202484rxCPp100Yb1YcS 207048410 6s中性点位移可按下列节点电压公式求得:Uo Ug。 因此，在不知道电源相序的情况下，我们可以对接电容的相作任意假定（例如设其为 A相），则接灯泡

29、的两相中，灯泡较亮的相应为接电容的相的后续相，另一相则为接电容的相的超 前相。这样便可确定三相电源的相序。例7-4-2 在图7-4-5 所示对称三相电路中，已知电源线电压为 380 V，线路阻抗Zi（0.1 j0.2），负载一相阻抗Z (18j24)，如B线因故断开，则断开处的电压应为多少?解：选线电压U AB为参考相量，则Uab 380 0oVUbc 380120oVUca 380 120oVB线断开后，Ib 0, I aI ciU ca380120l CC Z 2Z22Z|3Z0.2 j0.4(183断开处的电压相量为A 18.59 66.65 Aj24)380120o 18.59 66.

30、65(0.1j0.2 6j8) V329.1150 V断开处的电压为329.1 V。练习题7-4-1 在题7-4-1图所示对称三相电路中，当开关S闭合时，各电流表的读数均为10 A。试问将开关断开很久以后，各电表的读数为多少？7-4-2 在题7-4-2图所示对称三相电路中，已知Ra = Rb = Rc = 10 ，线电压 Ui = 380 V，求当电阻Ra短路时各线电流lA、lB、IC。题7-4-2 图7-4-3线电压为220 V的对称三相电源，对三个单相负载供电。第一组负载为电感性的，其功率为35.2 kW，功率因数为0.8，联接在A、B两线间。第二组和第三组负载为电阻性的，功率均为33 k

31、W，分别接在B、C两线间和C、A两线间，求各线电流相量。7-5三相电路中的功率般正弦电流电路中有功功率的守恒性和无功功率的守恒性，或者说复功率的守恒性,当然适用于三相正弦电流电路。根据上述功率守恒原理可知，一个三相负载吸收的有功功率应等于其各相所吸收的有 功功率之和；一个三相电源发出的有功功率应等于其各相所发出的有功功率之和，即P PAPb PC（7-5-1）式中P为三相有功功率的总和，Pa、Pb、Pc为各相的有功功率。在对称三相电路中，各相电压有效值、各相电流有效值和各相的功率因数角（即各相阻抗的辐角）均分别相等，因而各相的有功功率相等，于是P 3Pp 3U pI p cos p（7-5-2

32、）式中下标p代表“相”在实际应用中，通常难于同时测得一个三相负载（或三相电源）的相电压Up和相电流Ip之值，故有必要将三相有功功率P用线电压Ui和线电流11表示。对于对称星形联接UpIp Il遂有(7-5-3)对于对称三角形联接1Up U iI p 11V3式（7-5-3）所示关系同样成立。故无论是对称星形联接或是对称三角形联接，三相总的有 功功率均可表示为P 3U111 cos p（7-5-4）应当注意，上式中的p仍是某相电压超前于同一相电流的相角，而不是线电压与线电流间的相角差。一个三相负载吸收的（或一个三相电源发出的）无功功率（Q），应等于其各相所吸收（或发出）的无功功率（Qa、Qb、Q

33、c）之和，即Q QaQb Qc（7-5-5）在对称情形下，三个相的无功功率彼此相等，故三相总的无功功率Q 3UplpS in p（7-5-6）改用线电压、线电流表示，则有Q ：3U|l|Sin p(7-5-7)三相电路的视在功率规定按下式计算； 2 2S . P Q(7-5-8)在不对称的情况下，其值一般不等于各相视在功率之和。对于对称三相电路，则有S 3Uplp 3U|I|(7-5-9)最后，再讨论对称三相电路的一个重要性质，即“瞬时功率的平衡性”。这个性质表明， 在任意联接的对称三相电路中，三相瞬时功率的总和随时随刻保持不变。这很容易从以下 三相瞬时功率的计算中得到证明。设对称三相电路的功

34、率因数角为，并且选A相电压为参考正弦量，则三相瞬时功率为P(t) PA(t)PB(t)Pc(t)2 U sint 2 I sin( t), 2 U sin(t I).2 I sin( t、2 U sin(t 2 ).2 I sin( t2 )33UI coscos(2 t)UI coscos( 2 t4UI coscos(2 t)3UI3COSP(7-5-10)由此式可以看出，三相瞬时功率之和的确是不随时间而变的常量，其值等于三相电路的有 功功率(平均功率)。对称三相制的瞬时功率的平衡性是对称三相制的重要优点之一，它决 定了三相旋转电机在对称情形下运行时其瞬时转矩恒定的特性。例7-5-1 求例

35、7-3-1中三相电源发出的功率、三相负载吸收的功率及线路的传输效率。解：在正弦电流电路中，凡是谈到功率而无特殊声明时，均指有功功率。三相电源发出的功率P1 3U saI A cos 1(3 300 5 COS36.9 ) W 3 600 W三相负载吸收的功率P23 U A O I A COS 23 285 5 cos1 ( 36.9 ) W(3 285 5 COS37.9 ) W 3373.3 W或按下式计算P23Uab Ia COS 2 ( 3 493.6 5 COS37.9 ) W 3 373.3 W线路的传输效率可 100%3 393.33600100%93.7%例7-5-2台三相电动机

36、的额定相电压为380 V，作三角形联接时，额定线电流为19 A，额定功率为10 kW 。 （1）求这台电动机的功率因数及每相阻抗，并求其在额定工作 状态下所吸收的无功功率；（2）如果把这台电动机改接成星形（假定每相阻抗不变），仍然联接到线电压为 380 V的对称三相电源上，则线电流及电动机吸收的功率将如何改变？解：（1）当电动机作三角形联接时，若在额定电压下工作，则U| Up 380 Vli 19A,PA 10kW功率因数每相阻抗的辐角相电流故每相阻抗的模为每相阻抗则为电动机吸收的无功功率P入 COS p J3UJiarccos0.8IpIl319孕A- 3Q 3 U111 sinZpZp38

37、0ipZpej1110 1033 380 1936.911A34.634.6ej36.90.8p ( 一3 380 19 sin 36.9 ) var 7503var7.503 kvar（2）当电动机改接成星形时，相电压为UpUi 380 x/33V220 V线电流与相电流相等，其值为U p 220I1 Ip 一a 6.36 a卩 |Zp34.6电动机吸收的功率FY.3UlIl cos p ( 一3 380 6.36 0.8) W 3 340 W = 3.34 kW对比电动机作两种联接时的线电流和功率，可以看出，作星形联接时的线电流为作三角形联接时线电流的三分之一；作星形联接时的功率也等于作三

38、角形联接时功率的三分之一。 上述结果并非偶然，请读者自行证明。练习题7-5-1一台星形联接的三相发电机，在对称情形下运行时的相电流为1 380 A，线电压为9 300 V ，功率因数为0.8。求此发电机提供的有功功率，无功功率和视在功率。7-5-2台三相电动机的额定输出功率为10 kW，额定电压为380 V，在额定功率下的功率因数cos = 0.85，效率 =0.85。求此电动机在对称情形下按额定条件运行时输入电流的有效值。习 题7-1 在题7-1图所示对称三相电路中，已知星形负载一相阻抗Zi(96 j28)，一相电压有效值为220 V ;三角形负载一相阻抗Z2 (144 j42)，线路阻抗Z

39、l j1.5 ，求(1 )线电流；(2)电源端的线电压。7-2 在题 7-2 图所示电路中，已知 UA = 2200 V，UB = 220120 V，UC = 220120 V，Zl = (0.1+j0.17)，Z = (9+j6)。试求负载相电流题7-1图题7-2图7-3 一每相阻抗为(3+j4)的对称三相负载，与一线电压为 380 V的对称三相电源作无中线的Y-Y联接，试解答下列两个问题：(1) A相负载短路，如题7-3(a)图所示，这时负载各相电压和线电流的有效值应为若干？画出各线 电压和相电压的相量图。(2) A相负载断开，如题 7-3( b )图所示，这时负载各相电压和各线电流的有效

40、值应为若干？画出 各相电压和线电压的相量图。* ab (3-+j-l3(a)(b)题7-37-4 在题7-4图所示电路中，当Si、S2都闭合时，各电流表的读数均为5 A,电压表的读数为 220V。试问在下列两种情况下，各电表的读数应为若干？(1) S1闭合，S2断开；(2) S1断开，S2闭合。7-5 题7-5图所示相序测定仪接于线电压为380 V的对称三相电源，线电压相量U ab、Ubc如图所示。求B、C两相所接灯泡消耗的功率。(设灯泡电阻为线性电阻。)7-6 在题7-6图所示380V/220V的三相四线制供电系统中接有两个对称三相负载和一个单相负载。试问：(1) 三个线电流各为若干？(2)

41、 中线上有无电流？若有，应为若干？7-7 题7-7图表示一个三相电路，其中U AO = 2200 V，Ubo = 220120 V，U CO = 220120 VZa = (16+j11)，Zb = (8+j3)，Zc = (11+j17)试解答下列两个问题：(1) 当开关闭合时，求负载吸收的总复功率及中线电流loo ；(2) 当开关断开时，求两中性点间的电压UOO和各相电压UAO、UBO、UCO，并画出U AO、U BO、U CO、u O O U AO、U BO 和 U CO 的相量图。题7-6图討称负载P-3LW题7-7图7-8 功率为2.4 kW、功率因数为0.6的对称三相电感性 负载与

42、线电压为 380 V的供电系统相联，如题 7-8图所示。(1) 求线电流；(2) 若负载为星形联接，求相阻抗Zy；(3) 又若负载为三角形联接，则相阻抗Z应为多少？题7-8图7-9 某星形联接的三相异步电动机，接入电压为380 V的电网中。当电动机满载运行时，其额定输出功率为10 kW，效率为0.9，线电流为20 A。当电动机轻载运行时，其输出功率为 2 kW，效率为 0.6，线电流为10.5 A，求在上述两种情况下的功率因数。7-10 线电压为240 V的对称的三相电源对三角形联接的不对称三相负载供电，该负载有两相阻抗同为(6-j24)，另一相阻抗为-j24。求此负载吸收的总有功功率和总无功功率。7-11 在题7-11图所示电路中，对称三相电源的线电压为380 V,对称三相负载吸收的功率为 40kW，cos $ = 0.85 (感性)，B、C两端线间接入一个功率为 12 kW 的电阻，试求各线电流相量Ia、Ib、 I c。7-12 在题7-12图所示对称三相电路中，三相负载吸收的有功功率为