第4章三相正弦交流电路ppt课件.ppt

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1、第四章 三相正弦交流电路,4.1三相正弦交流电源4.2 负载的联结4.3三相电路分析4.4 三相电路的功率,4.1三相正弦交流电源,三相绕组在空间互差120，当转子以均匀角速度转动时，在三相绕组中产生感应电压，从而形成对称三相电源。,对称三相电源通常由三相同步发电机产生。,1.三相绕组布局及其始末端,A B C X Y Z,始 端.末 端,磁感应强度按正弦规律分布.,2.磁场分布及三相输出,三相电源表达式：,3.三相电源特点及相序,特点：有效值和角频率都相同 在相位上彼此相差120,即：,或,任一瞬时3个电压瞬时值之和或相量之和为零。,三个电压达到最大值的先后次序叫相序，相序为ABC顺序；若相

2、序为 ACB逆序。,相电压：,线电压：,1.相电压和线电压,2.相电压和线电压的关系,相电压对称，线电压也对称。.,线电压与相电压的通用关系表达式：,在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为:,三相电源绕组还可以连接成三角形，但电源绕组三角接时只能向负载提供一种电压：,电源线电压Ul=绕组的感应电压UP。,3.三相电源的三角形连结,显著特点,讨论（1）电源回路中是否会出现环流？,所以回路内不会出现环流。,（2）如果其中一相反接 会怎样？在回路中将产生很大电流，烧毁绕组。故严禁接错。,电源绕组两种接法的比较 星形的优点：发电机绕组的电压较低，绝缘等级也较低 三相四线制可同时提供两种电压。三

3、角形的优点：绕组电流较小，故所用导线较细，可节约导线。,数量上线电压是相电压的1.732倍；在相位上超前线电压超前与其相对应的相电压30.,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？,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？,电笔头与被测导线接触时，使氖管发光的是火线（或端线），不发光的是零线。,三个最大值相等、角频率相同、相位上互差120的正弦交流电。,4.2 负载的联结,1.负载的Y形联结:,Y接负载的端电压等于电源相电压；,负载中通过的电流称为相电流IP；,火线上通过的电流称为线电流Il；,中线上通过的电流称为中线电流IN；,iA

4、,iB,iC,iN,1.负载的Y形 联结:,三相电源对称、三相Y接负载也对称的情况下，三相负载电流也是对称的，此时中线电流为零。,各相负载中通过的电流分别为：,中线电流：,显然,2.负载的形连接:,接负载的端电压等于电源线电压；,负载中通过的电流称为相电流IP；,火线上通过的电流称为线电流Il；,各相负载中通过的电流分别为：,各线电流与相电流的关系为：,三角形联结(形联结),星形联结(Y形联结),三相电路是由对称三相电源和三相负载联接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以组成下列各种形式。,电源,Y,Y,Y,当电源和负载都对称时，称为对称三相电路。,电源,负载,负载,4.3三相电路分析,一般

5、表达式,三相对称电流,例4-1,负载对称时,问题及讨论,Y形连接三相完全对称时，零线可以取消。称为三相三线制（YY发式）。,中线是否可以去掉？,答：,求图中各相的相电流、线电流及中线电流。,1.每盏灯的额定电流为：,2.各相相电流和线电流为：,3.中性线电流为：,应用实例-照明电路,正确接法:每组灯相互并联,然后分别接至各相电压上。设电源电压为：,当有中线时，每组灯的数量可以相等也可以不等，但每盏灯上都可得到额定的工作电压220V。,若三相不对称，能否去掉中线？,如果三相照明电路的中线因故断开，当发生一相灯负载全部断开时或一相发生短路，电路会出现什么情况？,如果中线断开，设又发生A相短路，此时

6、B、C相都会与短接线构成通路，两相端电压均为线电压380V，因此B、C相由于超过额定值而烧损。,由此可得，中线的作用是使Y接不对称三相负载的端电压保持对称。,三相四线制Y接电路中，中线不允许断开！,如果中线断开，设A相灯负载又全部断开，此时B、C两相构成串联，其端电压为电源线电压380V。若B、C相对称，各相端电压为190V，均低于额定值220V而不能正常工作；若B、C相不对称，则负载多（电阻小）的一相分压少而不能正常发光，负载少（电阻大）的一相分压多则易烧损。,*,关于零线的结论,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，有的超过用电设备的额定电压，有的达不到额定电压，都不能正

7、常工作。比如，照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相三相制供电，而且必须保证零线可靠。,中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，其上不允许接保险丝也不允许接刀闸。,相电压=线电压.,设三相负载对称,且,则,相电流对称，线电流也对称。.,例4-3,4.4 三相电路的功率,负载对称时：,三相总有功功率：,星形接法时：,三角形接法时：,三相总无功功率：,三相总视在功率：,负载对称时：,(2)为相电压与相电流的相位差(阻抗角)，不要误以为是线电压与线电流的相位差。,(3)cos为每相的功率因数，在对称三相电路中有 cos A=cos B=c

8、os C=cos,(1)公式计算电源发出的功率(或负载吸收的功率)。,注意,(4)当负载由Y形改接成形时，若线电压不变，则由于相电压与相电流都增大 倍，所以功率增大3倍。,例4-4 已知对称三相电路线电压为UL，问负载接成Y形 和形各从电网获取多少功率？,在实际应用中应该注意负载的正确联接方式，例如三相异步电动机，必须按照铭牌规定正确联接。,对称三相负载星形联结，已知每相阻抗Z=30.8+j23.1，电源的线电压为380伏，求三相功率 S、P、Q和功率因数cos。,解：,先求相电流IP,然后线电流IL,最后求S、P、Q,功率因数角既是阻抗角,例4-5 求对称三相电路的瞬时总功率。,第六次作业1

9、18页 第54、59、62131页 第5、6题 第七次作业131页 第9、11、15、18题,低压配电线路简介,本节是介绍三相低压是如何送到用户?在传输过程中要考虑什么问题?,一.低压配电线路的结构,树型供电网示意图,是由配电室、低压线路、用户线路组成,通常一个低压配电线路容量在几十到几百千伏安的范围,为提高线路的可靠性,采用分级供电方式,如右图所示。,二.配电室,由变压器、配电装置组成.变压器根据总容量来配置,并有一定的余量.配电装置上装有开关、熔断器、保护装置,集中在配电柜上,一般还配有测量仪器,如电压表、电流表、功率因数表、电度表等。功能是:1.控制用户线路与电网的通断。2.负载用电量的

10、限制与线路的保护,在过载、欠压等不正常情况发生时保护装置能自动切断电源,防止重大事故发生。3.用电计量和功率因数补偿。,三.供电线路,1.配电室内用的母线允许的电流可达数千安培,一般用不同颜色,用于区别A、B、C三相线路,安装采用明装架空敷设方式。,2.室外低压电缆,电缆有缆芯、绝缘层和保护层组成,使用三相四线制。电缆多用地沟敷设或埋地暗敷方式。,3.室内电缆,室内电缆品种、规格比较多,有单芯、多芯,线的截面从0.2150mm2,不同的截面可允许的电流不同,要根据用电的实际负荷来选用。室内电缆安装可用明敷或暗敷。,绝缘电缆(明线敷设)安全流量表:,四.低压配电标准,1.在线路的干线、支线上的压降应小于2%。2.室内电器的供电电压不低于额定电压的5%。3.室内线路应不少于两条独立支路,每条支路的电流不小于10A。4.每条独立支路的用电器具(包括插座)不得超过20个。5.在独立支路上,照明与动力不能混用。,4.负载分配,三相四线制供电要求每相负载对称,因此在配置线路时要注意把负载尽量均衡分配到各相中,当然也要节省敷线成本。对于照明通常在同一室不把负载分相,而是按楼层或按楼分相,一层楼或一座楼用同一相供电,楼层之间或每座楼之间分开,并使各相负载均匀。,