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1、Electric Power System Knowledge,Guangqian Rao,电力系统基础知识 之三,第四章 交流电与三相电的基本知识,1、交流电及三相交流电 交流发电机容易制造； 交流电便于产生； 三相电的表达，三相电的特点 2 、变压器 变压器原理 交流电可以变压 3、异步电动机 交流电便于转换为机械能，交流电动机容易制 造 。,交流电与三相交流电,三相电的波形表达,IA,IB,IC,T,6.6ms,(120),三相电的表达：数学表达,IAI m Sint IBIm Sin(t - 120) ICIm Sin (t -240 ) 36020ms 120 6.6ms,50周/秒
2、50360/1000 ms=18/ms,三相电的旋转向量表达：,IA,I C,IB,角速度 18 0/ms,120,旋转,三相电的旋转向量表达,正弦量可以用一个旋转向量来表示，向量的大小代表正弦量的最大值，向量的初始位置代表正弦量的初相位，向量旋转的角速度代表正弦量的角频率，向量旋转时在纵轴上的投影代表正弦量的瞬时值。通常用起始位置的向量表示该正弦量。,任何瞬间三相电流相加等于0,IA,IB,IC,任何瞬间三相电流相加等于0,I Sint + I Sin(t 120) + I Sin(t 240) 0 IA+IB+IC=0,任何瞬间三相电流相加等于0,IB,IC,旋转,角速度 18 0/ms,
3、IA,IA+,IC,相电压和线电压的关系,U Sint USin(t - 120) = 2 U Cos （t + t- 120 ）/2 Sin (t t + 120) /2 = 2 U Cos （t -60） Sin (60) = 3 U Cos （t -60 ） = 3 U Sin （ 30 t ）,线电压等于3 倍相电压,UB,UC,旋转,角速度18 0/ms,UA,UA -UB,3 U,电力系统通常指电压等级是指线电压,=,三相电的特点,三相对称互相相差120度，即6.6毫秒 任何瞬间三相电流相加等于0 每10毫秒过零一次 相间电压（线电压）是相电压的 1.732倍 （通常线路额定电压指
4、线电压）,变压器与交流电动机,原理1： 电磁感应：导体在磁场中运动产生电动势,N,S,导体运动方向,感应电动势方向,右手定则,原理2：变化的磁场产生感应电流,S,N,S,S,N,N,插入（指针偏转）,拔出（指针反向偏转）,静止（指针不偏转）,原理3：载流导体在磁场中受力而运动,N,S,导体运动方向,电流方向,左手定则,互感现象和变压器原理,加直流的情形瞬间有感应电流,互感现象和变压器原理,加直流不变，没有感应电流,I0,原理四：互感现象,两个线圈通过磁路联系叫磁耦合。 互感现象也是一种电磁感应现象，有磁耦合的两个线圈中的一个线圈有变化电流时，在另一个线圈中会产生感应电流。,互感现象和变压器原理
5、,W1,加交流，始终有感应交流电流 电压大小与线圈匝数成正比,V1,V2,W2,V1/W1=V2/W2,直流电动机的构造原理,定子,励磁电流,磁力线,转子,定子,转子运动,直流电源,直流电动机转子要加励磁电流,三相交流电动机原理 旋转磁场的形成,20ms,6.6ms,6.6ms,IA,IB,IC,旋转磁场,交流电动机原理,感应电动机的定子绕组，通上三相电流后产生旋转磁场，这个旋转磁场切割转子导体，使转子绕组中产生感应电动势，并产生电流，这个带电的转子又与旋转磁场作用，使转子受力产生旋转力矩，带动转子转动。,交流与直流,交流电可以变压使高压输电成为可能， 直流电不能变压； 交流电动机转子不要加电
6、流，不要换向 避免碳刷磨损,第五章 输 电,三相六线供电,A,B,C,IC,IB,IA,负载,三相三线接地供电,A,B,C,IC,IB,IA,负载,三相电路简化表达,发电侧,用电侧,输电,A,B,C,输电的方式,架空线路 电缆,电缆供电,城市供电 跨海供电：海底电缆 室内供电,电缆供电的特点,省地 造价高铜质 接头、维护、检修困难 防火是难题 开合时电容电流大,电缆分接箱,四分支电缆分接箱,1进B,1进,1进A,1出A,2出B,2出B,3出B,2出A,3出A,3出C,3出C,3出C,A,C,电缆分接箱,电缆分接箱的技术参数,架空线路,耐张杆,直线杆,直线杆,不同等级电压的架空线路,对地距离不一
7、样，相间距离不一样； 绝缘水平不一样： 悬式绝缘子数量： 10KV：2片 35KV：3片 11OKV：7片 220KV：13片 330KV：19片,不同等级电压的架空线路,架空地线的作用,防雷 通讯,高压线的档距、弛度、耐张段,考虑因素： 热胀冷缩 风摆 结冰 自重 地形,杆型和塔型,直线、转角、拉线、耐张 各种塔型、拉线塔、终端塔、过江塔 双回线塔,小结：,五根 线的作用 高压线的过流量 高压线为什么要下垂 高压线间的距离（相间距离、对地距离） 档距 绝缘子数量 塔型与杆型：直线、转角、耐张、过江、终端 线损的控制,输电线的故障,输电线是电网的薄弱环节 故障的种类： 单相接地 相间故障 三相故障 断线 原因：雷击、外力（风、冰、火、其他）、人为（带地线合闸）、绝缘破坏、绝缘污染 瞬时故障与永久故障,Thank you for listening! Happy New Year! 谢谢听课！ 恭祝新年快乐！,