不对称三相电路的分析.ppt

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1、不对称三相电路的分析,在三相电路的构成中，只要有任意一部分出现不对称的情况，就称为不对称三相电路。例如，三相负载中的三个负载不完全相等，三相电源出现个别相电源短路或开路等现象，此时，都会形成不对称三相电路。,三相电路不对称的原因,常见的不对称三相电路是指三相负载不对称，即ZAZB ZC，或者YAYB YC。在电力系统中除三相电动机等对称三相负载外，还有许多由单相负载组成的三相负载。人们尽可能把它们平均分配在各相上，但往往不能完全平衡，而且这些负载不都是同时运行的。当三相系统发生故障时也会引起不对称。,典型的不对称三相电路(1),某相负载开路,（a）A相开路电路图(b)相量图,如图(a)所示的A

2、相开路电路。则此时电路完全变成一个串联的回路。两相负载承受的电压为BC线电压的一半。由图(b)中的相量图可见中点位移的位置。这种现象对于负载用户来说，电压幅值减小了，一般不会对用户的负载造成很大程度的损坏。,典型的不对称三相电路(2),某相负载短路,(a)A相短路电路(b)相量图,如图(a)所示为A相短路电路。此时两个中点NN 直接被一相电压连起来，造成另外两相的负载直接承受线电压幅值。由图(b)中的相量图可见，中点位移直接接到三角形的顶点。这种情况往往会造成负载在很大程度上损失。为避免出现上述不对称情况，需采取必要的措施，使电力系统的安全运行有充分的保障。,不对称星形连接的三相电路,典型的不

3、对称三相电路(3),不对称星形负载的相电压(S断开),开关S断开时，由节点电压法分析可知：,各相电压为,不对称星形连接负载的相量图,中性点位移,结论,负载不对称而又没有中线时，负载的相电压就不对称。当负载的相电压不对称时，势必引起有的相的电压过高，高于负载的额定电压；有的相的电压过低，低于负载的额定电压。这都是不容许的。三相负载的相电压必须对称。,例2 求负载相电压、负载电流及中线电流。,负载为电灯组，在额定电压下其电阻分别为RA=5，RB=10，RC=20。（灯泡的额定电压为220V）,已知电路如图所示，电源电压对称，每相电压Up=220V；,例2 求负载相电压、负载电流及中线电流。,解：在

4、负载不对称而有中线的情况下，负载相电压和电源相电压相等，也是对称的，其有效值为220V。,例2 求解过程,各相电流为：IA=UA/RA=220 0。/5=44 0。A IB=UB/RB=220-120。/10=22-120。A IC=UC/RC=220 120。/20=11 120。A 中线电流为:IN=IA+IB+IC=44 0。+22-120。+11 120。=27.5-j9.45=29.1-19。A,在上例中如果（1）A相短路而有中线时；（2）A相短路而中线又断开时。,分析过程（1）A相短路而有中线时；,解：（1）此时A相短路电流很大，将A相中的熔断器熔断，而B相和C相未受影响，其相电压

5、仍为220V。,分析过程（2）A相短路而中线又断开时。,（2）此时负载中点N即为A，因此负载各相电压为：UAR=0 UBA=380V UCA=380V 可见，B、C两相电压都超过电灯额定电压，这是不 容许的。,中线的作用,中线的作用就在于使星形连接的不对称负载的相电压对称。为了保证负载的相电压对称，就不应让中线断开。因此，为防止误动作，规定中线内不允许接入熔断器或闸刀开关。,应用：三相电路接零保护系统,三相电路系统的用电安全保护接零,(a)工作零线兼作保护零线,图(a)为一般的接零保护，以工作零线兼作保护零线。工作原理：在当电路的某相带电部分触及设备外壳时，通过外壳形成该相对零线的单相短路（称

6、碰壳短路），此时，短路电流很大可以使线路上保护装置迅速动作，切断电源。,三相电路系统的用电安全保护接零,(b)重复接地保护,图（b）为重复接地保护，在进入用户端，一处或多处通过接地装置再次与大地连接，接地电阻R2很小。该装置除可以起到图(a)的保护作用之外，还可以使在零线断线、相线零线接错时所产生的危险能够快速反应而断电保护。,(c)专用保护线,三相电路系统的用电安全保护接零,图（c）为专用保护线。从电源的中性点处直接接出一根专用保护线到用户。它是目前国际上流行的三相电路保护系统，称为三相五线制保护系统。我国也开始逐渐采用这种三相五线制。不过多数情况下仍然采用图(a)或图(b)的方法。,三相电路小结1,三相电路小结2,对称三相电路的计算，可归结为一相等效电路的计算，再由电路的对称性求解。一般取A相作为计算电路。三相功率的计算公式如下：,