《电工电子技术》课件第4章三相电路.ppt

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1、第4章 三相电路,4.2 三相电路中负载的连接,4.1 三相电源,4.3 三相电路的功率,4.4 安全用电技术,理解三相电源相、线电压之间的关系。掌握三相负载星形连接时，相、线电压和相、线电流的计算，并能画出电路的相量图。掌握三相负载三角形连接时，相、线电压和相、线电流的计算，并能画出电路的相量图掌握对称负载三相功率的计算。了解三相功率的测量方法。了解安全用电常识。,本章学习目标,4.1 三相电源,4.1.1 三相电动势的产生,在两磁极中间，放一个线圈。,根据右手定则可知，线圈中产生感应电动势，其方向由AX,合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，线圈两端便可得到单相交流电动势。,1、单相交流

2、电动势的产生,2、三相交流电动势的产生,定子中放三个线圈：,首端,末端,三线圈空间位置各差120o,转子装有磁极并以 的速度旋转。三个线圈中便产生三个以正弦规律变化的交流电动势。,三相电动势,4.1.2 三相电源的表示法,1.瞬时值表达式,2.波形图,3.相量图,4.相量式,5.三相电源的特征,(1)对称。大小相等，频率相同，相位互差120,(2)相序。ABC,(3)对称正弦量的瞬时值和与相量和为0。,eA+eA+eA=0,（中线）,（火线）,（火线）,（火线）,三相四线制供电,火线（相线）:,中线（零线）：N,4.1.3 三相电源的连接,星形接法,1、相电压：火线对中线间的电压。,2、线电压

3、：两火线间的电压。,3.相、线电压 间的关系,UP：相电压,在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为,线电压超前于相应的相电压30o,Ul：线电压,结论,（UA、UB、UC）,（UAB、UBC、UCA）,三相四线制,三相三线制,星形连接、引出中线，为负载提供两种电压：相电压和线电压,星形连接、不引出中线，为负载提供一种电压：线电压,4.2 三相电路中负载的连接,三相对称负载：,接在三相电源上的每一相负载的阻抗值与阻抗角都相等。,连接形式：,星形连接（Y接）,三角形连接（接）,相电流（IP）：,流过每一相负载的电流,线电流（IL）：,流过每一根火线的电流,三相四线,相电流IP(负载上的电流

4、)：,线电流IL(火线上的电流)：,4.2.1 负载星形连接的三相电路,1.连接,三相四线制,2.特点,uL,3.计算,（1）若为对称负载：,计算时，只需计算一相，推出另外两相即可。,且,各相、线电流大小相等，相互之间的相位差为1200,（2）负载不对称时，各相单独计算。,已知：三相负载 R、L、C以及 三相线电压：,求：各相、各线及中线电流,相电压,相电流：,中线电流,三相三线,负载对称时,三相完全对称时，零线可以取消!,三相三线制,1）负载对称时，三相三线制各电压对称,2）若负载不对称时，不能采用三相三线制！因此 时各相负载上的电压将会出现不对称现象，负 载不能正常工作。,3）因负载不对称

5、时，不能采用三相三 线制！所以，中线上不能安装开关 和保险丝。,三相三线制供电时各相电流的计算方法同上。,照明负载星形如图所示接于线电压为380V的三相电源上。灯泡的额定电压为220V。,求：（1）若一楼全部断开，二、三楼仍然接通，分析中线 断开前后的情况如何?,（2）若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼灯的数量 不等（设二楼灯的数量为三层的/4）中线断开前后 结果如何？,（3）根据以上分析，照明电路能否采用三相三线制供电 方式？,若中线断开，A相断开后，B、C 两相串连，线电压UBC（380V）加在B、C负载上。如果两相负载对称，则每相负载上的电压为190V。低于灯泡的额定电压。,（1）若一楼

6、全部断开，二、三楼仍然接通。,若中线尚未断开，则二、三楼工作状态不变。照明不受影响。,结果为二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。,解：,（2）若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼灯的数量不等（设二楼灯的数量为三层的1/4）时,结果为二楼灯泡上的电压超过额定电压，灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。,若中线尚未断开，则二、三楼工作状态不变。照明不受影响。,若中线断开，则,（3）根据以上分析，照明电路不能采用三相三线制供电方 式。且中线上不能接开关和保险丝。,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。因为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

7、到额定电压，都不能正常工作。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。,解：（1）,（2）A相短路，A相电流很大，A相熔断器烧毁，B、C两相不受影响，电流电压不变。,（3）A相短路，中线断开,A,B、C相承受线电压,（4）A相断开,B、C相不受影响,（5）A相断开、中线断开,线电压=相电压,4.2.2 负载三角形连接的三相电路,1.接法,相电流IP(负载上的电流)：,线电流IL(火线上的电流)：,相电流,线电流,2.计算,（2）负载对称时（ZAB=ZBC=ZCA=Z），各相电流有 效值相等，相位互差120。有效值为：,（1）负载不对称时，先

8、算出各相电流，然后计算线电流。,同理：,设：负载为阻性的，阻抗角为 0。,负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系,三角形接法的对称负载,结论,对称负载的每相阻抗Z=30+j40，电源线电压为380v，求：下列各种情况下的相、线电流。（1）正常情况（2）AB相短路（3）AB相断开（4）A火线断开,解：（1）,（2）AB相短路,AB火线有短路电流，若AB火线熔断，则均无电流,（3）AB相断路,该相电流为零，其他两相不受影响。,（4）A线断路,BC相不受影响，AB、CA两相负载串联接在B、C火线间，U、I均小于额定值。,负载对称时：,4.3 三相电路的功率,三相总有功功率：,星形接法时：,三角形

9、接法时：,4.3.1 三相功率的计算,同理,可得,在三相负载对称的条件下,三相电路总功率的计算与接法无关.,单相功率的测量-电动式瓦特计,在交流电路中,其中，j为 i,u 间的夹角。,指针偏转角度,功率的测量*,4.3.2 三相功率的测量,P=3P1,一表法适用于三相四线制接法的对称负载。,三相功率的测量,1.一表法：（用一个功率表测量）,P1,相电流,电压线圈,电流线圈,2.三表法：（用三个功率表测量）,P=P1+P2+P3,P1,P2,P3,三表法适用于三相四线制接法的不对称负载。,电压线圈,电流线圈,3.两表法：（用两个功率表测量）,P=P1+P2,两表法适用于三相三线制接法的负载。,P

10、1,P2,电压线圈,电流线圈,两表法测量功率的原理证明：,三相总功率等于两表测得数据之和。每单个功率表的读数没有意义。,线电压Ul=380v的三相电源上接有两组对称三相负载，一组是三角形连接的感性负载，每组阻抗，另一组是星形连接的电阻性负载，每相电阻R=10，如图所示，求：（1）每相负载的相电流（2）电路线电流（3）三相有功功率,解：,对称负载,（1）形：,Y形：,（2）,（3）,4.4 安全用电技术,4.4.1 安全用电常识,1安全电流与电压,安全电流5mA,人体电阻1000,安全电压36V,（在特别潮湿的场所，应采用12V 以下的电压）。,2几种触电方式,1）双线触电,2）电源中线接地 时

11、的单线触电,因火线与大地间分布电容的存在，使电流形成了回路，也是很危险的。,人体承受的是线电压。,人体承受的是相电压。,3）电源中线不接地时的单线触电,4.4.2 防触电的安全技术,1.接零保护,此法适用于低压供电系统中变压器中性点接地的情况。,电动机某相绕组碰壳时，电流便会从接零保护线流向零线,使熔断器熔断，切断电源.,把电气设备的外壳与电源的零线连接起来，称为接零保护。,2.接地保护,此法适用于三相电源的中性点不接地的情况。,由于每相火线与地之间的分布电容的存在，当电动机某相绕组碰壳时，将出现通过电容的电流。但因人体电阻比接地电阻（约为4欧）大得多，所以几乎没有电流通过人体,把电气设备的金

12、属外壳与接地线连接起来，称为接地保护。,3.三孔插座和三极插头,外壳是与保护零线相连的，人体不会有触电的危险。,4.4.3 静电防护和电气防火、防爆常识,1.静电防护,泄露法:前者如接地，增加绝缘表面的湿度、涂导电 涂剂等，使积累的静电荷尽快泄露掉。,(1)设法不产生静电。,可在材料选择、工艺设计等方面采取措施。,(2)产生了静电，应设法使静电的积累不超过安全限度。,中和法:使用感电中和器、高压中和器等，使积累的 静电荷被中和掉。,2电气防火、防爆,产生电气火灾和爆炸的原因：,不要使电气设备长期超载运行。要保持必要的防火间距及良好的通风。要有良好的过热、过电流保护装置。在易爆的场地如矿井、化学车间等，要采用防爆电器。,（2）来不及切断电源时或在不准断电的场合，可采用不导电的灭火剂带电灭火。,电气设备过热和电火花、电弧。,电气火灾预防措施：,电气火灾处理措施：,（1）首先切断电源。注意拉闸时最好用绝缘工具。,第4章小结提纲,一、星形连接的三相电源：,二、星形连接的三相负载：,三、三角形连接的三相负载：,四、三相功率：,相电压、线电压的表示、大小、相位关系、特点,三相四线制：相、线电压、电流的大小、相位关系、计算,三相三线制：相、线电压、电流的大小、相位关系、计算,相、线电压、电流的大小、相位关系、计算方法,计算、测量,（对称负载）,（对称负载）,