对称三相电路的特点

1. 对称的三相交流电路有何特点?

答：对称的三相交流电路中，相电势、线电势、线电压、相电压、线电流、相电流的大小分别相等，相位互差120度，三相各类量的向量和、瞬时值之和均为零。

三相绕组及输电线的各相阻抗大小和性质均相同。

在星形接线中，相电流和线电流大小、相位均相同。线电压等于相电压的√3倍，并超前于有关的相电压30?度。

在三角形接线中，相电压和线电压大小、相位均相同。线电流等于相电流的√3倍，并滞后于有关的相电流30度。

三相总的电功率等于一相电功率的3倍且等于线电压和线电流有效值乘积的√3倍，不论是星形接线或三角形接线。

2.什么叫串联谐振、并联谐振，各有何特点?

答：在电阻、电感和电容的串联电路中，出现电路的端电压和电路总电流同相位的现象，叫做串联谐振。

串联谐振的特点是：电路呈纯电阻性，端电压和总电流同相，此时阻抗最小，电流最大，在电感和电容上可能产生比电源电压大很多倍的高电压，因此串联谐振也称电压谐振。

在电力工程上，由于串联谐振会出现过电压、大电流，以致损坏电气设备，所以要避免串联谐振。

在电感线圈与电容器并联的电路中，出现并联电路的端电压与电路总电流同相位的现象，叫做并联谐振。

并联谐振电路总阻抗最大，因而电路总电流变得最小，但对每一支路而言，其电流都可能比总电流大得多，因此电流谐振又称电流谐振。

并联谐振不会产生危及设备安全的谐振过电压，但每一支路会产生过电流。

3.导体电阻与温度有什么关系?

答：导体电阻值的大小不但与导体的材料以及它本身的几何尺寸有关，而且还与导体的温度有关。一般金属导体的电阻值，随温度的升高而增大。

4. 什么是相电流、相电压和线电流、线电压?

答：由三相绕组连接的电路中，每个绕组的始端与末端之间的电压叫相电压。各绕组始端或末端之间的电压叫线电压。各相负荷中的电流叫相电流。各断线中流过的电流叫线电流。

对称三相电路的计算

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§7.2 对称三相电路的计算

如图7-6（a）所示，其中lZ为输电线阻抗，NZ为中性线阻抗，N和'N为中性点，负载阻抗ZZZZCBA。对于这类电路，一般用节点电压法进行分析，以N参考节点，有

)(1)31('CBAlNNlNUUUZZUZZZ

又因为0CBAUUU，所以0'NNU，各相电源和负载的相电流等于线电流，即

lAlNNAAZZUZZUUI'

AlBBIaZZUI2

AlCCIaZZUI

由此可见，各线（相）电流独立，0'NNU是各线（相）电流独立，彼此无关的充要条件，因此，对称的YY电路可以拆分为三个独立的单相电路，根据三相电源、三相负载和三相输电线路的对称性，分析计算三相中任意一相，而将其他两线(相)可以根据相序关系依次写出，这时对称三相电路可归结为一相的计算方法。如图7-7所示为一相计算电路(A相)。注意，在一相计算电路中，联接N、N的关系线是0'NNU的等效线，与中性线阻抗NZ无关，此外，中性线的电流为

0CBANIIII

NN0NNUAAlZZAI

图7-7 一相计算电路

分析表明，对称的00YY电路在理论上不需要中性线，可以移去，而在任一时刻, Ai、Bi、Ci中至少有一个为负值，对应此负值电流的输电线则作为对称电路系统在该时刻的电流回路。

§7.3 不对称三相电路的概念

不对称三相电路主要有两种可能情况：第一，三相电源的大小或角度不相等而使相位有差异；第二，负载阻抗不相等。在实际电力系统中，三相电源一般都是对称的，而三相负载的不对称是主要的、经常的。例如。各相负载分配不均匀、电路系统发生不对称故障（如短路或断线）等都将引起不对称。下面将主要研究三相电源对称而三相负载不对称的三相电路。

一、 实验目的

（1） 学会三相负载星形和三角形的连接方法，掌握这两种接法的线电压和相电压，线电流和相电流的测量方法；

（2） 观察分析三相四相制中，当负载不对称时中线的作用；

二、 实验原理

三相负载可接成星形(又称“Y”形或三角形)或三角形（又称“Δ”形）。当三相对称负载作Y形联接时，线电压UL是相电压UP的3倍，线电流IL等于相电流IP,即

UL=3UP ，IL=IP

流过中线的电流I0=0,所以可以省去中线。

当对称三相负载作Δ形联时，有

IL=3IP ，UL=UP

2、不对称三相负载作Y联接时，必须采用三相四线制接法，即Y0接法。而且中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。

倘若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载较轻的那一相得相电压过高，使负载遭受损坏；负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作，尤其是对于三相照明负载，无条件地一律采用Y0接法。

3、对于不对称负载作Δ接时，IL≠3IP,但只要电源的线电压UL对称，加在三相负载上的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。

三、实验设备

交流电压、电流表；

万用表；

三相交流输出；

EEL-05组件（或EEL-17组件）的三相电路、220V/40W白炽灯10只。

四、实验内容

1、三相负载星形联接（三相四线制供电）

按图21-1线路连接实验电路，即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源，并将三相调压器的旋钮置于三相电压输出为0V的位置（即逆时针旋到底的位置），经指导老师检查后，方可合上三相电源开关，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220V，并按以下的步骤完成各项实验，分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、相电流、钟线电流、电源与负载中间点的电压，将所测得的数据记入表21-1中，并观察各相灯组亮暗的变化程度，特别要注意观察中线的作用。

- 1 - 对称三相电源的三个特征

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一、对称性

对称三相电源是一种三相电源，它具有良好的协调性。这意味着，它能够使电势锋平均分布，而不会出现特别大的势头，保证峰峰值的情况下降低电流和电压的波动和中断。这有助于延长电子设备的寿命，并保证电力的连续运行。

二、稳定性

对称三相电源的另一个鲜明特点是它的稳定性。因为它的电压平衡和锋平均，它可以有效地缓冲电源的抖动，从而降低电源的瞬变和振荡，保证输出电压的稳定性和完整性，从而进一步保护系统的稳定性和可靠性。

三、无负荷能力

此外，对称三相电源的有一个很大的特点，就是它的无负荷能力很好，即平衡三相电路模式，其负荷可以按照预置的比例组合，可以电力变换的功能，使电源不受负荷的变化而影响。