三相交流电路及供电方式安全用电

...
三 层
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讨论 照明电路能否采用三相三线制
供电方式？
讨论
A
一层楼 ... N
不加零线 会不会出 现问题?
二层楼 B C
三层楼
三相交流电路及供电方式安全用电
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问题1：若一楼全部断开，二、三楼仍然接通,
情况如何?
分析：
设线电压为380V。 A相断开后，B、C 两相串 连，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。
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3.1 三相电压（电源）
1. 三相电动势的产生
在两磁极中间，放一个线圈。 N
让线圈以 的速度顺时
针旋转。
e
A
根据右手定则可知，线圈中产 X S
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。
e 2Esi nt AX 三相交流电路及供电方式安全用电
A （火线）
N （中线） B （火线） C （火线）
三相四线制（three-phase four-wire system）供电
A 火线（相线）: B
C
中线（零线）：N
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三相电源星形接法得到两组电压
（1）相电压：火线对零线间的电压。 （2）线电压：火线间的电压。
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线电压与相电压的大小关系表达式：
Ul 3Up
通常的低压配电系统（三相四线制）的电压等级为：
U P22 V 、 0U l 38 V 0
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2. 三角形接法
Z •A
A
+
C• -
Y
+
- uAB u CA
+
B
X
•
B
Байду номын сангаас
uBC C
特点：得到一种电压－－线电压=相电压
Ul UP
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第3讲 三相电路（threephase circuit）及供电方式
3.1 三相电压
3.2 负载星形联接的三相电路
3.3 负载三角形联接的三相电路
3.4 电力系统
3.5 节约用电与安全用电 三相交流电路及供电方式安全用电
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正弦交流电的优越性： 便于传输； 便于运算； 有利于电器设备的运行； .....
中线的作用：使星形连接的不对称负载得到对称 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开关。
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3.3 负载三角形联接的三相电路
A
u CA
B
iA
u AB
i AB
iB
iCA iBC
C
u BC iC
特点：相电压=线电压 Up Ul
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Esi nt (12 )0 m
三相电动势的特征：
幅值相等，频率相同，相位互差120º，
称为对称电动势。
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3.1.2 三相交流电源的联接
1. 星形接法
+
eA -X
eZ C- Y
＋
- ＋e B
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A
N
B C
6
ec
+
e +
-Z-eYCX-
A
eB +
灯泡被烧三毁相交；流电路三及供楼电方的式安灯全用电不亮。
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关于中性线的作用
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，有的电压超过用电设备的额定电压， 有的电压达不到额定电压，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。
+
e
-
CU
N
A
-
-
•
UB
+
C
B
Z
•
IB
三相交流电路及供电方式安全用电 •
IC
Z Z
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结论当负载对称时： • 三相电压和电流都是对称的。 • 中线可以省去，形成三相三线制，如三
相电动机。 • 相电流对称，计算一相电流即可。
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（2） 负载不对称，且有中线
A
•
+•
IA
A 一层楼
二层楼 B C
...
三层楼
结果二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。
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问题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 ）结果如何？
分析
A
UR3
138076V 5
R2
R3
4
B
UR2
38030V 4 5
C
结果：二楼灯泡上的电压超过额定电压，
•
U+C
e
-
CU
N
A
-
-
•
U +B
•
ZA
IN
ZC
ZB
•
C
B IB
•
IC
•
•••
INIAIBIC0
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不对称负载，但有中线
•
•••
INIAIBIC0
结论负载不对称有中线时：
• 相电压仍然对称，负载能正常工作。
• 各相电流不对称，需要单独计算（包括 中线电流）。
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（3） 负载不对称，但无中线，则负载电压不 对称，导致有些负载相电压过高，有些负载相 电压过低，影响设备正常工作，所以应有中线。
A
+•
•
U+C
e
-
CU
N
A
-
-•
UB +
C
B
•
IA
+
•
ZA U A'
Z
N’-
C
-
-
•
U
B'
•+
IB
•
U C'
ZB
+
•
IC
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应用实例----照明电路
正确接法: 每层楼的灯相互并 联，然后分别接至 各相电源上。设电 源电压为：
Ul UP
380220V
A 一层楼
N
二层楼
B C
...
三层楼
则每盏灯上都可得到额定的工作电压220V。
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照明电路的一般画法
A B C
...
...
N
一
二
层
层
零线上不能加
刀闸和保险
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2. 三相交流电动势的产生
定子中放三个线圈：
A•
AX B Y
S Y•
CZ 首端 末端
C
N 三个线圈空间位置
互差120o
X
转子装有磁极并以
的速度旋转。三个
线圈中便产生三三个相交单流电相路及电供电动方式势安全。用电
定子 Z
•
B 转子
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三相电动势的瞬时值
eA Em sint
eB Em sint 120 eC Em sint 240
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三相电路的功率
由负载
性质决定
三相总的有功功率：PPAPBPC
负载对称时： P3UpIpcos
星形接法： Ul 3Up Il Ip 三角形接法： Ul Up Il 3Ip
P 3UI cos
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3.2 负载星形联接的三相电路
负载也有两种接法:
A
A
•
Z
Z
Z
N B
Z
Z B
•
•
Z
C
C
星形接法
三角形接法
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（1） 负载对称
(ZAZBZCZ)
• •••
零线是否可以
INIAIBIC0 取消？
三相负载完全对称时，零线可以取消。
称为三相三线制供电。
A +•
•
IA
•
UC