三相电源的连接方式.ppt

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1、返章目录返章目录 电路及其应用电路及其应用 4.1 三相电源的连接方式 4.2 三相负载的连接方式 4.3 三相电路的功率 电路及其应用电路及其应用 返节目录返节目录返节目录返节目录 学习目的与要求学习目的与要求 了解对称三相交流电的概念；熟悉三相 电路中相电压、线电压、相电流、线电流 及中线电流的概念；理解三相电路中相、 线电压及相、线电流之间的数量关系；掌 握对称三相电路的特点及其对称三相电路 的分析方法；充分理解中线的作用。 电路及其应用电路及其应用 返节目录返节目录返节目录返节目录 三相交流电路 现代电力工程上几乎都采用三相四线制。三相交流 供电系统在发电、输电和配电方面较单相供电具有

2、很 多不可比拟的优点，主要表现在： 1. 三相电机产生的有功功率为恒定值，因此电机的 稳定性好。 2. 三相交流电的产生与传输比较经济。 3. 三相负载和单相负载相比，容量相同情况下体积 要小得多。 由于上述优点，使三相供电在生产和生活中得到了 极其广泛的应用。 电路及其应用电路及其应用 返节目录返节目录返节目录返节目录 三相定子绕组对称嵌放 在定子铁心槽中。 定子铁心 尾端： X Y Z 4.1 4.1 三相电源的连接方式三相电源的连接方式 三相交流电是由三相发电机产生的。发电机主要由定 子和转子两大部分构成。 A A X X B B Y Y C C Z Z 定子绕组 首端： A B C +

3、 + 转子铁心转子绕组 转子绕组通电后产生磁场。 转轴 N S 三相定子绕组与旋转磁场相切 割，感应对称三相电动势。 原动机带动转子绕轴旋 转，形成气隙旋转磁场。 电路及其应用电路及其应用 返节目录返节目录返节目录返节目录 电路分析中很少用电动势，通常用电压来表示。以A 相绕组的感应电压为参考正弦量，则发电机感应的对称三 相电压分别为： 1. 对称三相交流电的特点 u uA A u uB B u uC C u 0 T t 对称三相交流电最大值相等，频率相同，相位互差对称三相交流电最大值相等，频率相同，相位互差120120。 120 UB U UA A U UC C 120 120 电路及其应用

4、电路及其应用 返节目录返节目录返节目录返节目录 三相电源Y接时的三个相电压显然是对称的！ 2. 三相电源的星形（Y）连接方式 X X Y Y Z Z A A C C B B N N uA uB uC 三相电源尾 端连在一起 三相电源首端分别向外 引出端线，俗称火线。 尾端公共点向外引出的导线 称为中线，中线俗称零线。 显然火线与零线之间的 电压等于发电机绕组的 三相感应电压相电压 火线与火线之间的电压称为线电压。 uAB uBC uCA 结论结论：三相电源绕组作Y形连接时，可以向负载提供两种 电压。此种供电系统称为三相四线制。 电路及其应用电路及其应用 返节目录返节目录返节目录返节目录 数量上

5、，线电压uAB是相电压uA的1.732倍；相位上，线电 压超前与其相对应的相电压30电角！ 三相电源Y接时线、相电压之间的关系 三个相电压对称 电源的中性点总是接地的，因此相电 压在数值上等于各相绕组首端电位。 线电压与相电压之间的关系 UB U UA A U UC C 120 120 120 电压等于两 点电位之差 -UB U U ABAB 30 同理可得 U U BCBC U U CACA 显然，电源Y接时的三个线电压也是对称的！ UC- 30 UA - 30 电路及其应用电路及其应用 返节目录返节目录返节目录返节目录 3. 三相电源的三角形（）连接方式 显然发电机绕组作接时只能向负载提供

6、一种电压！ 三相电源首尾 相接构成闭环 在电源的三个连接点处 分别外引三根火线。 显然，电源绕组作接 时，线电压等于发电机绕 组的三相感应电压。 发电机三相绕组作接时，不允许首尾端接反！否则将在 三角形环路中引起大电流而致使电源过热烧损。 uAB uBC uCA 结论结论：三相电源绕组作接时，线电压等于电源绕组的感 应电压。此种供电系统称为三相三线制。通常电源 绕组的连接方式为星形。 X X Y Y Z Z uA uC uB A A B B C C B B C C A A 电路及其应用电路及其应用 返节目录返节目录返节目录返节目录 日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为: 三相电源绕组连

7、接成Y接方式的最大优越性就是可 向负载提供两种不同的电压，且其中线电压是发电 机一相绕组感应电压的1.732倍！ 三相四线制供电系统两种电压一般表示为 或 电路及其应用电路及其应用 返节目录返节目录返节目录返节目录 验电笔的正确握法如下图示 你能说出对称 三相交流电的 特征吗？ 你会做吗？你会做吗？ 三相四线制供电体制 中，你能说出线、相 电压之间的数量关系 及相位关系吗？ 如何用验电笔或400V以上 的交流电压表测出三相四线制 供电线路上的火线和零线？ 电笔头与被测导线接触时， 使氖管发光的是火线，不发 光的是零线。 利用一块电压表的测 量，你能正确判断出火 线和零线吗？ 电路及其应用电路及

8、其应用 返节目录返节目录返节目录返节目录 4.2 4.2 三相负载的连接方式三相负载的连接方式 三相负载也有Y形和形两种连接方式。 1. 三相负载的Y形连接 Z A A C C B B N Z Z iA线电流 由连接方式决定了IY线=IY相 相电流 uA uB uC Y接时负载端电压等于电源相电压 (1)对称三相负载 满足 称为对称三相负载。 Y接对称三相负载中通过的电流 iN Y接对称三相电流对称，因此 对称负载Y接时，由 于中线电流为零，中线 不起作用，可以拿掉！ 电路及其应用电路及其应用 返节目录返节目录返节目录返节目录 电源线电压为380V，对称三相负载Y接，Z=3+j4， 求：各相负

9、载中的电流及中线电流。 设 根据对称关系： 对称三相电路的计算可 归结为一相电路计算，其 它两相根据对称关系可直 接写出。 结论：结论： 则 有 解得 中线电流 实用中，三相电动机、变压器等都是对称三相负载。 电路及其应用电路及其应用 返节目录返节目录返节目录返节目录 已知电源线电压为380V。三相Y接照明负载均为“220V、 40W”白炽灯50盏，求：U相开路，V相开25盏，W相灯全 开时各相电流及中线电流。 (2)不对称三相负载 时，称之为不对称三相负载。 求解不对称三相负载电路时，只要电路中有中线，就可把 各相按照单相电路的分析方法分别计算，注意此时中线电流 不等于零！ U相开路相当于断

10、路， U U V V WW N N 有中线，V相 和W相正常工作，电流分别为： 应用实例应用实例照明电路 电路及其应用电路及其应用 返节目录返节目录返节目录返节目录 U U V V WW N N UB U UA A U UC C 显然，中线保证了Y接不对 称三相负载的相电压平衡。有 了中线，各相情况互不影响。 中线电流由相量图分析 问题及讨论问题及讨论 上述照明电路若中线因故断开， 且发生：(1)一相断路；(2)一相短 路；情况又如何？ (1)无中线一相断路时， 其余两相相当于串联接于 380V线电压上： V相、，W相均不能正常工作！ 电路及其应用电路及其应用 返节目录返节目录返节目录返节目录

11、 问题及讨论问题及讨论 (2)无中线一相短路时； U U V V WW N N 此时，V相和W相均通过短路相分别 形成回路，各相端电压为380V，高于 额定电压220V，显然都会被烧损。 负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小不等的 电压，当有的超过用电设备的额定电压时，可能烧损或减少 使用寿命；而有的达不到额定电压不能正常工作。如前面所 讲到的照明电路，由于中线断开且一相发生故障，由此造成 各相负载的不对称。换句话讲，如果有中线，当一相发生故 障时，其它无故障负载相仍能正常工作。因此，对通常工作 在不对称情况下的三相电路而言，中线绝对不允许断开！而 且必须保证中线可靠。为确保中线在运行

12、中不断开，中线上 不允许安装保险丝和开关。 关于中线的讨论关于中线的讨论 电路及其应用电路及其应用 返节目录返节目录返节目录返节目录 2. 负载的形连接 A A C C B B 线电流 三相负载首尾相接构成一个闭环， 相电流 对三个结点列KCL方程可得： 相量图分析 接时负载的端电压等于电 源线电压。由于三个线电压对 称，因此三个相电流对称。 Z Z Z iA 由三个联结点分别向外引出端线。 iAB iB iC iBC iCA (1)三相负载对称时 -IBC IA ICA- IB IAB - IC 电路及其应用电路及其应用 返节目录返节目录返节目录返节目录 观察相量图可得： uAB uBC u

13、CA -IBC IA ICA- IB IAB - IC 即：线、相电流的数量关系为： 相位上，线电流滞后相电流30。 (2)三相负载不对称时 各相电流分别计算： 线、相电流之间不再有 倍的关系 应根据分别计算。 A A C C B B ZBC ZAB ZCA 电路及其应用电路及其应用 返节目录返节目录返节目录返节目录 指出图中各电 表的读数。 你会做吗？你会做吗？ 某设备采用三相三线 制供电。当因故断掉 一相时，能否认为是 两相供电了？ 三相照明电路如图示，如果中 线在处断开，各相灯泡是否还 有电流通过？如果有电流通过时 ，各相灯负载还能正常发 光吗？ 为什么照明电路中 一定要火线进开关 ？

14、A B C N S （b） V2 10 10 10 A B C A1 A2 V1 A N （a） 10 10 10 B C V A2 A3 A1 V1 电路及其应用电路及其应用 返节目录返节目录返节目录返节目录 4.3 4.3 三相电路的功率三相电路的功率 复习单相交流电路功率： 1. 三相电路的功率 三相电路对称时，各种功率分别为： 三相电路不对称时，各种功率分别为： 其中容性Q为负值 和连接方法 有无关系？ Y接时接时 无关！无关！ 电路及其应用电路及其应用 返节目录返节目录返节目录返节目录 如何用两个瓦 特表测三相电 路的功率？ 三相交流电路功率的测量三相交流电路功率的测量 二瓦计法如图

15、示二瓦计法如图示 W1 W2 A B C M 3 二瓦计法只适用于对称三相电路的功率测量。对于不对 称三相电路的功率，应按照单相电路功率的测量方法，即 逐个测量每一相功率。 其中: * * 电路及其应用电路及其应用 返节目录返节目录返节目录返节目录 三相照明电路的 功率应如何测量 ？画出三相功率 测量的电路连接 图。 你会做吗？你会做吗？ 三相交流用电器名牌 上标示的功率是指额 定的输入电功率吗？ 什么是三相负载、单相负 载的三相连接？三相用电器有 三根电源线接到电源的三根 火线上称为三相负载，电灯 有两根电源线，为什么不 称为两相而称为单相？ 电路及其应用电路及其应用 返节目录返节目录返节目录返节目录 本章学习结束。本章学习结束。Goodbye!Goodbye!