13 第十二章 三相电路.pptx

第1页：第12章 三相电路封面

第12章 三相电路封面

第12章三相电路12.1三相电源12.2对称三相电路12.3不对称三相电路示例12.4三相电路的功率基本概念重点，熟练掌握重点，熟练掌握掌握

第2页：学习方法

学习方法

复杂交流电路的一种特殊形式。

1.交流电路的分析方法2.特殊性：对称电路的简化（抽单相计算）。

第3页：一、对称三相电源的产生

一、对称三相电源的产生

称三相电源A、B、C三端

始端

X、Y、Z三端

末端

第4页：1.瞬时值表达式

1.瞬时值表达式

B+-YuBA+-XuA2.波形图ωt0uAuBuuCC+-ZuC

第5页：3.相量表示

3.相量表示

120°120°120°4.对称三相电源的特点ωt0uAuBuuC

第6页：5.相序

5.相序

各相电源经过同一值(如正最大值)的先后顺序正序(顺序)：A—B—C—AABCω负序(逆序)：A—C—B—AABCω

第7页：名词介绍

名词介绍

• (1)端线(火线)
• (2)中线
• (7)三相三线制与三相四线制
• (3)线电流
• (5)相电流
• (4)线电压
• (6)相电压
• 二、对称三相电源连接

第8页：接对称三相电源线电压与相电压

接对称三相电源线电压与相电压

(1) Y接对称三相电源线电压与相电压,线电流与相电流的关系A+-X+-+-BCYZABCN线电流=相电流30o30o30o

第9页：线电压对称

线电压对称

• (2)相电压对称，则线电压也对称
• (4)线电压相位领先对应相电压30o
• (1)即线电流等于对应的相电流

第10页：线电压对称（续）

线电压对称（续）

30o30o30oA+-+-+-BCABCNABCNACBN

第11页：线电压等

线电压等

(2)Δ接A+-X+-+-BCYZABC即线电压等于对应的相电压

第12页：线电压

线电压

+_+__+NZZZABCabc线电压(即相电压）对称相电流也对称

第13页：线电流

线电流

讨论（Δ接）线电流和相电流的关系令abcZZZ30o30o30o线电流也对称

第14页：结论

结论

• (2)相电流对称，则线电流也对称
• (4)线电流相位落后对应相电流30o
• (1)线电压等于对应的相电压。参考方向

第15页：对称三相电路

对称三相电路

+_++NnZZZ--Z1ZNZ1Z1例112.2对称三相电路

第16页：对称三相电路（续）

对称三相电路（续）

+_++NnZZZ--Z1ZNZ1Z1

第17页：结论

结论

• 3.有无中线对电路没有影响。没有中线(Y-Y接，三相三线制)，可加中线中线有阻抗时可短路掉
• 4.对称情况下，各相电压、电流都是对称的。只要算出一相的电压、电流，则其它两相的电压、电流可按对称关系直接写出
• 1.UnN=0，电源中点与负载中点等电位
• 2.中线电流为零。对称三相电路（Y-Y)
• 5.各相的计算具有独立性，该相电流只决定于这一相的电压与阻抗，与其它两相无关
• 6.可以画出单独一相的计算电路，对称三相电路的计算可以归结为单独一相的计算

第18页：已知对称三相电源

已知对称三相电源

+_++NnZZZ--例2已知对称三相电源的线电压为380V，对称负载Z=100∠30°Ω求线电流。

解：连接中线Nn，取A相为例计算-+NnZ由对称性，得。

第19页：已知对称三相电源（续）

已知对称三相电源（续）

例3ZZZABCabc+-+-+-已知对称三相电源的线电压为380V，对称负载Z=100∠30°Ω求线电流。

解一由对称性，得取A相求相电流-+BbZAa。

第20页：连接中线

连接中线

+-+-+-ABCNZZZabcn解：连接中线Nn，取A相为例计算-+NnZ/3由对称性，得解二化为Y-Y

第21页：图对称三相电路

图对称三相电路

例4.如图对称三相电路，电源线电压为380V，|Z1|=10Ω，cosφ1=0.6(滞后)，Z2=-j50Ω，ZN=1+j2Ω。

求：线电流、相电流，并定性画出相量图(以A相为例)。

+___++NACBZ1Z2ZNN'解：+_Z1。

第22页：根据对称性

根据对称性

+_Z1根据对称性，得B、C相的线电流、相电流

第23页：以画出相量图

以画出相量图

由此可以画出相量图：30o-53.1o-18.4o

第24页：以画出相量图（续）

以画出相量图（续）

例5.+++___Z1Z1Z1Z2Z2ZnZ4Z4Z4Z3Z3Z3ABCZ2

第25页：首先进行

首先进行

Z4/3n"Z4/3Z4/3Z2/3Z2/3n'+++___Z1Z1Z1Z2ZnZ4Z3Z3Z3ABCN解：首先进行Δ—Y变换，然后取A相计算电路：对称电路连接N , n’ , n”中线阻抗Zn短路

第26页：首先进行（续）

首先进行（续）

+_Z1Z3Z2/3Z4/3+++___Z1Z1Z1Z2ZnZ4Z3Z3Z3ABCN

第27页：负载

负载

• (1)将所有三相电源、负载都化为等值Y连接
• (2)连接各负载和电源中点，中线上若有阻抗则不计
• (3)画出单相计算电路，求出一相的电压、电流：
• (4)根据Δ接、Y接时线量、相量之间的关系，求出原电路的电流电压
• (5)由对称性，得出其它两相的电压、电流。对称三相电路的一般计算方法

第28页：电源不对称

电源不对称

—程度小(由系统保证)。

电路参数(负载)不对称—情况很多。

讨论对象：电源对称，负载不对称(低压电力网)。

分析方法：不对称复杂交流电路分析方法。

不能抽单相。

12.3不对称三相电路示例。

第29页：1.有中线

1.有中线

+_+__+NN'ZaZbZc

第30页：负载各相电压

负载各相电压

2.无中线相电压不对称线(相)电流也不对称+_+__+NN'ZaZbZcABC

第31页：负载中点与电源中点不重合

负载中点与电源中点不重合

这个现象称为中点位移。

称为中点位移电压N'NACB。

第32页：照明电路

照明电路

例1.照明电路:(1)正常情况下，三相四线制，中线阻抗约为零。

ACBNN'NACBN′380220。

第33页：三相三线制

三相三线制

(2)假设中线断了(三相三线制), A相电灯没有接入电路(三相不对称)灯泡未在额定电压下工作，灯光昏暗。

ACBNN'NACB380N′190190。

第34页：灯泡电压超过额定工作电压

灯泡电压超过额定工作电压

烧坏了。

(3)A相短路ACBNN'NACBN′380380照明电路中线上不能装保险丝。

第35页：图电路中

图电路中

例2ZZZA1A2A3S如图电路中，电源三相对称。

当开关S闭合时，电流表的读数均为5A。

求：开关S打开后各电流表的读数。

解：开关S打开后，电流表A2中的电流与负载对称时的电流相同。

而A1、A3中的电流相当于负载对称时的相电流。

电流表A2的读数=5A电流表A1、A3的读数=。

第36页：以接电容一相

以接电容一相

解：若以接电容一相为A相，则B相电压比C相电压高。

B相灯较亮，C相较暗(正序)。

据此可测定三相电源的相序。

例3相序仪电路。

已知1/(ω C)=R三相电源对称。

求：灯泡承受的电压。

第37页：定性分析

定性分析

ACBN'RCRACBN'RR+-+-R/2CN′ANACBDN′

第38页：1.对称三相电路的平均功率

1.对称三相电路的平均功率

P12.4三相电路的功率对称三相负载Z=|Z|∠φPp=UpIpcosφ三相总功率P=3Pp=3UpIpcosφ对称三相负载Z一相负载的功率对称三相电路平均功率

第39页：1.对称三相电路的平均功率（续）

1.对称三相电路的平均功率（续）

• (1)φ为相电压与相电流的相位差角(阻抗角)，不要误以为是线电压与线电流的相位差
• (2) cosφ为每相的功率因数，在对称三相制中即三相功率因数：cosφA=cosφB=cosφC=cosφ
• 2.无功功率Q=QA+QB+QC= 3Qp

第40页：3.视在功率一般来讲

3.视在功率一般来讲

P、Q、S都

三相总和

载的瞬时功率功率因数也可

：cosφ=P/S(不对称时φ无意义)

第41页：单相

单相

瞬时功率脉动三相：瞬时功率恒定，转矩m∝p可以得到均衡的机械力矩。

ωtp03UpIpcosφpω t0UpIpcosφ。

第42页：5.三相电路功率的测量

5.三相电路功率的测量

(1)三表法：若负载对称，则需一块表，读数乘以3。

*三相负载WWWABCN*****。

第43页：二表法

二表法

(2)二表法：若W1的读数为P1，W2的读数为P2，则P=P1+P2即为三相总功率。

三相负载W1ABC****W2证明：(参见书本)。

第44页：1.这个条件下

1.这个条件下

• 1.只有在iA+iB+iC=0这个条件下，才能用二表法。不能用于不对称三相四线制
• 3.按正确极性接线时，二表中可能有一个表的读数为负，此时功率表指针反转，将其电流线圈极性反接后，指针指向正数，但此时读数应记为负值。注意：
• 2.两块表读数的代数和为三相总功率，每块表的单独读数无意义
• 4.两表法测三相功率的接线方式有三种，注意功率表的同极性端

第45页：线电流和电源发出总功率

线电流和电源发出总功率

• (1)线电流和电源发出总功率
• (2)用两表法测电动机负载的功率，画接线图，求两表读数。解：例:Ul=380V,Z1=30+j40Ω,电动机PD=1700W, cosφ =0.8(滞后)
• (1)DABCZ1电动机ZD一相电路

第46页：电动机负载

电动机负载

总电流：又解

第47页：电动机

电动机

DABCZ1电动机(2)两表的接法如图。

W1****W2。

第48页：的读数

的读数

表W1的读数P1：P1=UACIA2cosφ1=380×3.23cos(-30°+36.9°)=380×3.23cos(6.9°)=1219W表W2的读数P2：P2=UBCIB2cosφ2=380×3.23cos(-90°+156.9º)=380×3.23cos(66.9º)=481.6WABC66.9°N6.9°

第49页：的读数（续）

的读数（续）

分析：在对称负载中，每相负载的阻抗角为多少时，功率表的读数出现负值?假设负载为Y接感性，相电流(即线电流)落后相电压φ UAN，UBN，UCN为相电压。

P=P1+P2=UACIAcosφ1+UBCIBcosφ2CBANφ1=φ-30°，φ2=φ+ 30°。

第50页：负数正数

负数正数

P1=UACIAcosφ1=UACIAcos(φ-30°)P2=UBCIBcosφ2=UBCIBcos(φ+30°)φ>60o负数正数φ<-60o负数正数感性容性零φ=60oP1P2P=P1+P2φ=-60o零φ=0电阻

第51页：负载

负载

若负载为Δ接(对称)：相电压即为线电压。

P=P1+P2=UACIAcosφ1+UBCIBcosφ2ACBφ1=φ-30°φ2=φ+30°φφ30°φ130°φ2。