三相电路负载不对称的计算
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10.3-三相负载的三角形连接10.3 三相负载的三角形连接考纲要求:1、掌握三相对称负载三角形联接的三相电路中线电压与相电压、线电流与相电流之间的关系。
2、掌握三相对称电路功率的计算。
3、熟练掌握对称三相电路的分析和计算。
教学过程:【知识点复习】一、三角形接法1、定义:。
2、种类:二、线电压和相电压1、线电压:。
符号:。
2、相电压:i B=•I=Bi C=•I=C相量图:结论:。
②相位关系:。
注:i A滞后300,•I=Ai B滞后300,•I=Bi C滞后300,•C I=四、三相负载三角形连接时的计算1、三相负载对称时的计算:。
用相量解析式计算过程:(1)相电流:•I= ;•BC I= ;AB•I= 。
CA(2)线电流•I= ;•B I= ;A•I= 。
C2、三相负载不对称时的计算过程:(1)相电流:•I= ;•BC I= ;AB•I= 。
CA(2)线电流•I= ;•B I= ;A•I= 。
C五、三相负载的功率1、有功功率(1)负载对称时P= 。
(2)负载不对称时:应每相分别计算,三相总功率为各相功率之和。
P=。
2、无功功率(1)负载对称时Q= 。
(2)负载不对称时:应每相分别计算,三相总功率为各相功率之和。
Q=。
3、视在功率(1)负载对称时S= 。
(2)负载不对称时:应每相分别计算,三相总功率为各相功率之和。
S=。
知识点应用1:三相对称负载三角形连接时的计算。
【例题讲解】例1:三相电路中,已知电源线电压u AB=3802sin(ωt+300)V,三相对称负载作三角形连接,每相负载的阻抗Z=100∠600Ω,试求: (1)相电流•I、•BC I、•CA I; (2)线AB电流•I、•B I、•C I;(3)三相负载消耗的功率。
A【巩固练习】练习1:三相对称电路如图1所示,Z=10+j103Ω,•ABU =220∠300V ,则•A I = A ,•B I = A ,•CI =A 。
图1图2三相负载AB C•I B图3练习2:如图2所示,R=12Ω,X L =16Ω,线电流为60 A ,则电源相电压为 ,电路消耗的功率为W 。
电路原理——三相电路(2)今⽇⼀⾔:She's articulate, strong, persuasive,arugumentative, beautiful and she'smy dearest, dearest friend. ——《五⼗度灰》电路原理 —— 三相电路(2)本⽂⽬录9.1 三相电路的基本概念9.2 对称三相电路的计算9.3 不对称三相电路的分析9.4 三相电路的功率及测量9.2 对称三相电路的计算把三相电源与三相负载按照⼀定的⽅式,⽤导线连接起来的电路就称为三相电路⼀、对称三相电路对称三相电路: 三相电源、三相负载都对称、且端线的阻抗相等的电路。
对称三相负载: 三个相同负载(负载阻抗模、阻抗⾓相等)以⼀定⽅式连接起来。
三相负载的两种接法对称三相负载的连接: 两种基本连接⽅式。
三相四线制: 指输送的电源相位为三相,⽤四根线路传输,其中三条分别代表A、B、C三相,最后⼀条为中性线N。
三相三线制: 三相四线制的基础上,把中线去掉,形成三相三线制。
⼆、对称三相电路的计算对称三相电路的物理量的特征:电源的物理量是对称的。
负载的物理量是对称的。
对称三相四线制线路:中线上⽆电流,此时可以把中线去掉。
(实际上的三相四线制电路负载往往不对称,故不能去掉中线)对称三相电路负载上的相电压和线电压:星形连接负载线电压⼤⼩是相电压的根号三倍,相位超前30°。
(注意对应的概念)⾓型连接负载线电压等于对应相电压。
对称三相电路负载上的相电流和线电流:星形连接负载线电流和对应相电流相同。
⾓型连接负载线电流⼤⼩是相电流的根号三倍,相位滞后30°。
(注意对应的概念)备份:星形连接的对称三相负载线电流和对应相电流相同,线电压⼤⼩是相电压的根号三倍,相位超前30°。
⾓型连接的对称三相负载线电压等于对应相电压,线电流⼤⼩是相电流的根号三倍,相位滞后30°,星形连接的对称三相电源线电流与对应相电流相等,线电压的⼤⼩为相电压的根号三倍,相位超前30°,⾓型连接的对称三相电源线电压等于对应相电压,线电流的⼤⼩为相电流的根号三倍,相位滞后30°三、 不对称三相电路计算三相电源、三相负载,以及对应端线阻抗,只要有⼀部分不对称,就叫不对称三相电路。
武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书目录摘要 (3)1 电力系统短路故障的基本概念 (4)1.1短路故障的概述 (4)1.2 三序网络原理 (5)1.2.1 同步发电机的三序电抗 (5)1.2.2 变压器的三序电抗 (5)1.2.3 架空输电线的三序电抗 (6)1.3 标幺制 (6)1.3.1 标幺制概念 (6)1.2.2标幺值的计算 (7)1.4 短路次暂态电流标幺值和短路次暂态电流 (8)2 简单不对称短路的分析与计算 (9)2.1单相(a相)接地短路 (9)2.2 两相(b,c相)短路 (10)2.3两相(b相和c相)短路接地 (12)2.4 正序等效定则 (14)3 不对称短路的计算的实际应用 (14)3.1 设计任务及要求 (14)3.2 等值电路及参数标幺值的计算 (15)3.3 各序网络的化简和计算 (17)3.3.1 正序网络 (17)3.3.2 负序网络 (19)3.3.3 零序网络 (20)3.4 短路点处短路电流、冲击电流的计算 (20)4 实验结果分析 (21)5 心得体会 (22)6 参考文献 (23)2摘要电力系统的安全、稳定、经济运行无疑是历代电力工作者所致力追求的,但是从电力系统建立之初至今电力系统就一直伴随着故障的发生而且电力系统的故障类型多样。
在电力系统运行过程中,时常会发生故障,且大多是短路故障。
短路通常分为三相短路、单相接地短路、两相短路和两相接地短路。
其中三相短路为对称短路,后三者为不对称短路。
电力运行经验指出单相接地短路占大多数,因此分析与计算不对称短路具有非常重要意义。
求解不对称短路,首先应该计算各原件的序参数和画出等值电路。
然后制定各序网络。
根据不同的故障类型,确定出以相分量表示的边界条件,进而列出以序分量表示的边界条件,按边界条件将三个序网联合成复合网,由复合网求出故障处各序电流和电压,进而合成三相电流电压。
关键词: 不对称短路计算、对称分量法、节点导纳矩阵31电力系统短路故障的基本概念1.1短路故障的概述在电力系统运行过程中,时常发生故障,其中大多数是短路故障。
《单相、三相交流电路》功率计算公式三相电源一般都是对称的,多用三相四线制三相负载包括:星型负载和三角形负载不对称时:各相电压、电流单独计算, 对称时:只需计算一相。
千瓦电流值:220v阻性: 1000w/220v=4.5A 220v感性:1000w/(220*0.8)=5.5A380v阻性:1000w/3/220v=1.5A 380v感性:I线=1000w/(380*1.7*0.8)=1.9A 三相四线制中的零线截面通常选为相线截面的1/2左右。
在单相线路中,零线与相线截面相同。
U相220v×√3=U线380v U相380v×√3=U线660v 220v×3=660v (三角:线电压=相电压=380v)相电流:(负载上的电流),用Iab、Ibc、Iac表示。
相电压:任一火线对零线的电压U A、U B、UC ﻩﻩﻩ线电流:(火线上的电流),用I A、IB、IC表示。
线电压:任意两火线间的电压U AB、U BC、U CAﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩ星形:I线(IA、IB、IC)=I相(Iab、Ibc、Iac), U线=380V(UAB、UBC、UCA)=√3×U相(UA、UB、UC=220V),ﻩﻩﻩﻩﻩ P相=U相×I相,P总=3P相=√3×U线×I相=√3×U线×I线;ﻩﻩﻩﻩﻩﻩ三角:I线(IA、IB、IC)=√3×I相(Iab、Ibc、Iac),U线=380V(UAB、UBC、UCA)=U相(UA、UB、UC),ﻩﻩﻩP相=U相×I相,P总=3P相=√3×I线×U相=√3×I线×U线。
ﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩ单相电有功功率:P= U相I相cosφ 1千瓦=4.5-5.5Aﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩ三相电有功功率:P总=3U相I相cosφ=3x220xI相cosφP总=√3U线I线cosφ=1.732x380xI线cosφ三相电1千瓦线电流:IA、IB、IC:=P总/√3U线cosφ=1000kw/(380x√3x0.8)=2A铜线的安全截流量为5-8A/平方毫米,铝线的安全截流量为3-5A/平方毫米。
第八章 电力系统不对称故障的分析计算主要内容提示:电力系统中发生的故障分为两类:短路和断路故障。
短路故障包括:单相接地短路、两相短路、三相短路和两相接地短路;断路故障包括:一相断线和两相断线。
除三相短路外,均属于不对称故障,系统中发生不对称故障时,网络中将出现三相不对称的电压和电流,三相电路变成不对称电路。
直接解这种不对称电路相当复杂,这里引用120对称分量法,把不对称的三相电路转换成对称的电路,使解决电力系统中各种不对称故障的计算问题较为方便。
本章主要内容包括:对称分量法,电力系统中主要元件的各序参数及各种不对称故障的分析与计算。
§8—1 对称分量法及其应用利用120对称分量法可将一组不对称的三相量分解为三组对称的三序分量(正序分量、负序分量、零序分量)之和。
设c b a F F F ∙∙∙为三相系统中任意一组不对称的三相量、可分解为三组对称的三序分量如下:()()()()()()()()()021021021c c c c b b b b a a a a F F F F F F F F F F F F ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙++=++=++= 三组序分量如图8-1所示。
正序分量: ()1a F ∙、()1b F ∙、()1c F ∙三相的正序分量大小相等,彼此相位互差120°,与系统正常对称运行方式下的相序相同,达到最大值的顺序a →b →c ,在电机内部产生正转磁场,这就是正序分量。
此正序分量为一平衡的三相系统,因此有:()()()111c b a F F F ∙∙∙++=0。
负序分量:()2a F ∙、()2b F ∙、()2c F ∙三相的负序分量大小相等,彼此相位互差120°,与系图 8-1 三序分量Fc(0) ·零序F b(0) ·F a(0) ·120°120° 120° 正序F b(1)·F a(1)·F c(1) ·ω120°120°120°负序 F a(2)·F c(2)·F b(2)·ω统正常对称运行方式下的相序相反,达到最大值的顺序a →c →b ,在电机内部产生反转磁场,这就是负序分量。
三相电路功率计算公式
三相电路功率计算公式
三相电路功率计算公式
三相电路的功率分析⼀般应根据单相负载性质()分别进⾏计算,然后再求总量。
(3-22)
在三相对称电路中,各相负载性质相同、⼤⼩相等,所以三相总的功率是单相功率的3倍,⼜因实践中三相电路的线电压、线电流参数获取⽐较⽅便,经式(3-13)、式(3-17)折算,功率表达式可写成
(3-23)
不对称三相电路中,因各相负载性质及⼤⼩不同,总视在功率不能是三相视在功率的代数和。
总功率只能⽤式(3-22)计算。
三相电路的总瞬时功率是各相瞬时功率的代数和,负载星形联结和负载三⾓形联结时的瞬时功率表达式分别为
(3-24)
(3-25)
当三相对称负载星形联结电路以i1为参考正弦量、三相对称负载三⾓形联结电路以i2为参考正弦量,式(3-24)、式(3-25)均可写成
经三⾓运算并化简后可得出
即三相对称电路总瞬时功率等于常量。
总瞬时功率恒定是三相对称电路的优点之⼀,三相电动机因此⽽获得恒定转矩,它⽐单相电动机运⾏更平稳,在实践中得到⼴泛应⽤。
【例3-3】如图3-7所⽰,有三相对称电源U l=380V,接两组对称负载:第⼀组是Y联结,各相阻抗=10 ?,cos=0.866;第⼆组是△联结,各相阻抗=20?,cos=0.8。
试求电路
的线电流I l有功功率P、⽆功功率Q、视在功率S。
图3-7 例3-3的电路图
解:因为=arccos0.866=30°
=arccos0.8=37°
所以,
令L l相电压为参考相量,即
则
所以。
精选全文完整版可编辑修改单相、三相交流电路功率计算公式无功功率C B A Q Q Q Q ++=三相电中的电功率的计算公式:1.732*线电压U*线电流I*功率因数COSΦ 【P=√3×线电压U(380V)×线电流I ×功率因数COSΦ】三相电电器的总功率等于:3*相电压*相电流*功率因数COSΦ 【P= 3×相电压U(220V)×相电流I ×功率因数COSΦ】 单相电中的电功率的计算公式:电压U*电流I 【P=U ×I 】星形的相电压是每项火线对地线为220V ,线电压是ABC 三相火线分别间的电压为380V 。
星形(Y )接法的负载引线为三条火线、一条零线和一条地线,三条火线之间的电压为380V ,任一火线对零线或对地线的电压为220V 。
星形接法:P=(U 相*I 相*cosφ)* 3 =(220*I*cosφ)* 3 =380/根号3 *cosφ * 3 ==√3UICOSΦ星形时线电流=相电流,线电压=相电压的根号三倍。
三角形(△)接法的负载引线为三条火线和一条地线,三条火线之间的电压为380V ,任一火线对地线的电压为220V ;三角接法:P=380v*I线*COSΦ=380v* √3 I相COSΦ = √3UICOSΦ三角时线电流=相电流的根号三倍,相电压=线电压。
由于三相电源相线之间电压为380V,相线与中线之间电压为220V。
将三个负荷(一般为相等的负荷)连接在相线之间(每两相之间接一个负载),为三角形接法;将三个符合接在三根相线与中线之间(同样每个相线到中线连接一个负载)为星型接法。
可以看出,三角形接法每个负载两端所加电压为380V,星型接法则为220V;因此,前者负载输出功率大,后者较小。
同时,三角形接法对负载的耐压要求相应也较高。
三相电路的基本计算方法( 老头儿的博客)目录一.对称三相电路的计算方法 (1)1 计算三相对称电路的基本方法概述 (1)2. Y-Y 结线的三相对称电路的计算 (2)3. Y-Δ 结线的三相对称电路的计算 (3)4. 对称电源的转换和对称负载的转换 (5)5. Δ-Y 结线的三相对称电路的计算 (6)6. ∆-∆结线的三相对称电路的计算 (7)二.非对称三相电路的计算 (8)1. 有中性线的非对称三相四线电路的计算 (8)2. 无中性线的 Y-Y 非对称三相电路的计算 (9)3. ∆-∆结线的非对称三相电路的计算 (12)4.非对称三相负载结线的转换 (14)5. ∆-Y 和Y -∆形不对称三相电路的计算 (14)6.计算非对称三相电路计算方法的小结 (16)三.三相功率的计算方法和测量方法 (16)1. 对称三相电路的功率 (16)2 三相功率和三相电能的测量方法 (17)附:参考文献 (18)一. 对称三相电路的计算方法1.计算三相对称电路的基本方法概述所谓对称电路是指三相电路的各相负载相等、供电的三相电压也对称的情况。
在电力系统中,多数情况下是对称的电力系统。
计算对称的三相电路时,有许多方法可用。
最基本的方法是KVL 、KCL 、网孔法和节点电压法等。
但是,三相电路本身有很强的规律性,当计算对称的三相电路时,如果能善于利用这些规律,将可能使计算过程大为简化。
甚至可以把所有问题都作为单相电路计算。
计算对称的三相电路时,有以下事项需要考虑:① 计算时,首先要审视负载是怎样结线的。
至于电源是怎样结线的,是星形,还是三角形?并不重要。
因为只要知道了电源的线电压,我们都可以根据负载的结线方式对它的结线方式进行假设。
当然,如果在题目中已经明确了电源的结线方式,就没有必要进行假设了。
② 如果负载是星形结线的,可以假设电源的结线也是星形的。
因为计算三相电路时必须首先选定参考电压,选哪个呢?一般都是选线电压ab V ,因为不管是星形结线,还是三角形结线,其线电压的大小和方向都是一致的。
三相不平衡的判断方法和处理对策三相不平衡是电能质量的一个重要指标,虽然影响电力系统的因素有很多,但正常性不平衡的情况大多是因为三相元件、线路参数或负荷不对称。
由于三相负荷的因素是不一定的,所以供电点的三相电压和电流极易出现不平衡的现象,损耗线路。
不仅如此,其对供电点上的电动机也会造成不利的影响,危害电动机的正常运行。
因此,如果三相不平衡超过了配电网可以承受的范围,那么整体的电力系统的安全运行就会受到影响。
(1)三相不平衡的基本概念三相不平衡是指在电力系统中三相电流(或电压)幅值不一致,且幅值差超过规定范围。
由于各相电源所加的负荷不均衡所致,属于基波负荷配置问题。
发生三相不平衡即与用户负荷特性有关,同时与电力系统的规划、负荷分配也有关。
在电网系统中,三相平衡主要指的是三相的电压相量的大小相等,而且如果按照A、B、C的顺序进行排列,他们两两之间构成的角度都为2n/3。
而三相不平衡就是指相量大小、角度的不一致。
《电能质量三相电压允许不平衡度》(GB/T15543-1995)适用于交流额定频率为 50 赫兹。
在电力系统正常运行方式下,由于负序分量而引起的 PCC 点连接点的电压不平衡。
该标准规定:电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为 2%,短时间不得超过 4%。
图例:理想的三相波形图与不平衡时的三相波形图三相电流不平衡度计算方法一般有以下常用的两个公式:不平衡度%=(最大电流-最小电流)/最大电流×100%不平衡度%=(MAX相电流-三相平均电流)/三相平均电流×100%举个例子:三相电流分别为IA=9A IB=8A IC=4A,则三相平均电流为7A,相电流-三相平均电流分别为2A 1A 3A,取差值最大那个,故MAX(相电流-三相平均电流)=3A,所以三相电流不平衡度=3/7。
(2)引起三相不平衡的原因有哪些?引起三相电压不平衡的原因有多种,如:单相接地、断线谐振等,运行管理人员只有将其正确区分开来,才能快速处理。
三相不平衡详解三相不平衡:是指在电力系统中三相电流(或电压)幅值不一致,且幅值差超过规定范围。
三相不平衡是电能质量的一个重要指标,虽然影响电力系统的因素非常的多,但正常性不平衡的情况大多是因为三相的元器件、线路参数或负荷的不对称。
由于三相负荷的因素是不一定的,所以供电点的三相电压和电流极易出现三相不平衡的现象,损耗线路。
一个三相平衡电路的三相电压源必须是正弦波,且频率相同,幅度相同,相位互差120度;三相的负荷阻抗相同且均为线性阻抗,因此三相的电流都是正弦波,且频率相同,幅度相同,相位互差120度。
绝对的三相平衡是不存在的,实际的三相系统总是存在不同程度的不平衡现象。
▍分类事故性不平衡:是由于三相系统中某一相(或两相)出现故障所致。
例如一相或两相断线,或者单相接地故障等。
这种状况是系统运行所不允许的,一定要在短期内排除故障使系统恢复正常。
正常性不平衡:是由于系统三相元件或负荷不对称引起的。
作为电能质量指标之一的“三相电压允许不平衡度”是针对正常不平衡运行工况而定的。
▍机房设备用电三相负载不平衡造成的危害1. 增加线路的电能损耗,大大降低配电变压器的供电效率。
2. 低压总配电输配电能力减少。
3.三相负载严重不平衡时,将导致技术机房配电柜总开关处于临界额定值运行,影响电缆的安全运行,使配电系统处于不安全运行状态。
4.影响播出设备的安全运行。
三相电源负载不平衡会产生零序电流,零线电位偏移,导致三相电压不稳,严重时会损坏播出设备。
5.技术机房内三相电源负荷不平衡将造成技术电源和UPS电源资源利用率大大降低。
▍三相供电合理分配及三相负荷不平衡度计算在低压电网中,三相线路的导线截面积相同,当三相负荷电流大小不等时,负荷电流大的一相线路压降将增大,端电压降低,造成中性点偏移。
当三相负荷严重不平衡时,一旦中性线断线,就会造成三相相电压严重不平衡,电压髙的一相就会把用电设备烧坏,而电压低的一相用电器也不能正常工作。
N线的电流为10+20+30—3*10=30A因为,每相10A可在零线上,实现三相归零,那就只剩下L1、L2的10+20=30A的电流。
又因相对相是380V,如L1、L2没有零线,它们的电压为380V.但有零线时,它们的各相的10A串联在380V上,各负载只承担了190V,但对零电压有220V,比相对相的电压要高,所以它挑高电势的走了.剩下的L1的10A,别无选择,更会经零线走了.所以经过零线的有30A.在低压三相四线制(380/220V)供电中系统,零线的作用是什么?零线断线时有什么后果?变压器二次侧中性点直接接地称为工作接地,由于中性点直接与大地零电位连接。
因此,引出的中性线称为零线即TN—C系统(三相四线制供电系统)中的PEN线。
在三相四线制(380/220V)供电系统中零线的主要作用是:1、在三项负载不平衡的情况下,零线导通,不平衡电流流回中性点,从而使供电系统的线电压、相电压基本保持平衡。
2、当采用保护接零的电气设备绝缘损坏发生碰壳时,短路电流将通过零线构成回路。
由于零线阻抗较小,所以短路电流将很大,它促使保护装置迅速动作以断开电源,从而起到保护作用。
3、零线还是单相220V电气设备的电源回路.如下图所示在三相负载不平衡(A相负载最小、B相负载稍大、C相负载最大)的情况下,零线一旦断线将产生严重后果。
分析如下1、当零线在a点发生断线时,凡连接在断开点以后的单相负载,其火线、零线都带电。
但没有电压,因此,负载无法正常工作。
2、当零线在b点发生断线时,接在断开点以后的B相(L2)和C相(L3)的单相负载相当于串联后接在B、C两相(380V)上,造成负载大的C相电压低,负载小的B相电压高。
如果B 相和C相负载一样大,则B相和C相负载各承受电压190V。
3、当零线在c点发生断线时,由于没有零线导通不平衡电流,为维持三相电流的矢量和等于零,其中性点必将向负载大的C相方向位移,造成三相电压不平衡,即负载大的C相电压低,而负载小的A相电压高。
摘要随着电力事业的快速发展,电力电子新技术得到了广泛应用;出于技术、经济等方面的考虑,500kV及以上的超高压输电线路普遍不换位,再加上大量非线性元件的应用,电力系统的不对称问题日益严重。
因此电力系统不对称故障分析与计算显得尤为重要。
基于对称分量法的基本理论,对称分量法采取的具体方法之一是解析法,即把该网络分解为正,负,零序三个对称序网,这三组对称序分量可分别按对称的三相电路分解。
计算机程序法。
通过计算机形成三个序网的节点导纳矩阵,然后利用高斯消去法通过相应公式对他们进行数据运算,即可求得故障端点的等值阻抗。
最后根据故障类型选取相关公式计算故障处各序电流,电压,进而合成三相电流电压。
进行了参数不对称电网故障计算方法的研究。
通过引计算机算法,系统介绍电网参数不对称的计算机算法方法。
根据断相故障和短路故障的特点,通过在故障点引入计算机算法,,给出了各种断相故障和短路故障的仿真计算。
此方法以将故障电网分为对称网络和不网络两部分,在程序法则下建立起不对称电网故障计算统一模型,根据线性电路的基本理论,并借助于相序参数变换技术完成故障计算。
关键词:参数不对称电网故障计算1 短路故障的概述在电力系统运行过程中,时常发生故障,其中大多数是短路故障。
所谓短路:是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地(或中性线)之间的连接。
除中性点外,相与相或相与地之间都是绝缘的。
电力系统短路可分为三相短路,单相接地短路。
两相短路和两相接地短路等。
三相短路的三相回路依旧是对称的,故称为不对称短路。
其他的几种短路的三相回路均不对称,故称为不对称短路。
电力系统运行经念表明,单相短路占大多数,上述短路均是指在同一地点短路,实际上也可能在不同地点同时发生短路,例如两相在不同地点接地短路。
依照短路发生的地点和持续时间不同,它的后果可能使用户的供电情况部分地或全部地发生故障。
当在有由多发电厂组成的电力系统发生端来了时,其后果更为严重,由于短路造成电网电压的大幅度下降,可能导致并行运行的发电机失去同步,或者导致电网枢纽点电压崩溃,所有这些可能引起电力系统瓦解而造成大面积的停电事故,这是最危险的后果。
三相电路负载不对称时相电压与线电压的相位差三相电路负载不对称时,相电压与线电压之间的相位差是不会保持120度的。
这是因为,在负载不对称的情况下,各个相电流不再相等,导致线电流也不平衡,从而引起相电压和线电压产生相位差。
我们知道,三相电路中,有三个相电压,分别是A相电压(Ua)、B 相电压(Ub)和C相电压(Uc);同时,有三条线电压,分别是AB线电压(Uab)、BC线电压(Ubc)和CA线电压(Uca)。
在理想的情况下,三个相电压之间的相位差是120度,而线电压之间的相位差也是120度。
然而,当三相电路负载不对称时,比如某一相的负载比其他两相大,会导致相电流的不平衡。
这种不平衡会引起线电流不平衡,即AB 线电流(Iab)、BC线电流(Ibc)和CA线电流(Ica)之间存在差异。
由于线电流导致的电阻压降,使得各个相电压之间的相位差发生改变。
根据电路理论,线电压等于相电压与根号3的乘积,即Uab =√3·Ua。
我们可以看到,当负载不对称时,线电流不平衡会引起线电压不平衡,进而影响到相电压。
具体而言,对于某一相电流较大的情况,由于线电流经过电阻导致的电压降会大于另外两相,使得该相电压下降,与之相对应,线电流较小的相电压则会上升。
这种情况下,相电压与线电压之间的相位差就会发生变化。
一般而言,当某一相电流较大时,该相电压相对于线电压会落后于理想相位120度,而线电流较小时的相电压则会领先于理想相位120度。
这是因为线电流较大时,电阻导致的电压降会使相电压下降;而线电流较小时,电阻导致的电压降较小,使相电压上升。
此外,负载不对称还会引起电磁力的不平衡,导致电机振动加剧和效率下降。
因此,在实际应用中,我们应尽可能保持三相负载的均衡,以减少相电压与线电压之间的相位差,提高系统的稳定性和效率。
总结起来,当三相电路负载不对称时,相电压与线电压之间的相位差会发生变化。
一般而言,当某一相电流较大时,相电压相对于线电压会落后于理想相位120度,而线电流较小时的相电压则会领先于理想相位120度。
三相电路负载不对称的研究
班级:F0803016 姓名:陈昌源 学号:5080309556
摘要:本文从三相电路出发,通过比较负载对称与不对称的三相电路,讨论了负
载不对称三相电路的类型和计算方法
关键字:三相电路、负载不对称
引言
由三相电源供电的电路,称为三相电路。三相供电系统具有很多优点,为各国广泛采用。
在发电方面,相同尺寸的三相发电机比单相发电机的功率大,在三相负载相同的情况下,发
电机转矩恒定,有利于发电机的工作;在传输方面,三相系统比单相系统节省传输线,三相
变压器比单相变压器经济;在用电方面,三相电容易产生旋转磁场使三相电动机平稳转动。
三相供电系统的三相电源是三相发电
机。图1是三相发电机的结构示意图,它
有定子和转子两大部分。
定子铁心的内圆周的槽中对称地安放
着三个绕组AX、BY和CZ。A、B、C为首
端;X、Y、Z为末端。三绕组在空间上彼此
间隔120。转子是旋转的电磁铁。它的铁心
上绕有励磁绕组。选择合适的铁心端面形状
和励磁绕组分布规律,使励磁绕组中通以直
流时,产生在转子和定子间气隙中的磁感应
强度,沿圆周按正弦规律分布。当转子恒速
旋转时,AX、BY、CZ 三绕组的两端将分别
感应振幅相等、频率相同的三个正弦电压uA(t)、
uB(t)、uC(t
)。如果指定它们的参考方向都由首
端指向末端,则它们的初相互相差120。
提出问题
在我们课程的学习中,对三相电路的研究主要是针对负载对称的情况进行讨论和学习,
而在实际的电路里,大多数的三相电路的应用都是负载不对称的,因此,研究三相电路负载
不对称的情况具有现实意义,以下就是针对这个问题的讨论。
问题讨论
(一) 三相电路负载对称与不对称的比较
对称三相电路是由对称三相电源、对称三相负载及对称三相线路组成的电路。
在对称三相电路中如果有中性线。它的阻抗不必与端线的阻抗相等。对称三相电路
的计算,可以根据电路的对称性,用渐变的一相计算法进行求解。
如果三相电路
中有三相不对称电源或三相不对称负载,则成为不对称三相电路。不对
称三相电路就没有对称性,不能用单相图进行计算。一般情况下不对称
三相电路可看成复杂交流电路,可用一般复杂交流电路方法分析计算,
可以采用向量法,应用节点分析方法求解。
(二) 负载不对称三相电路的综述
图1
图2(a)所示三相电路,假设、、为一组三相对称电源,负载阻抗
ZA、ZB、Z
C
不相等,因此它是不对称三相电路。如果采用三相四线制供电,且中线
阻抗可以忽略,则由图可见,负载各相电压即等于对应的电源相电压。因此可得各
相电流为
由于负载不对称,因此三相负载电流也不对称。其中线电流一
般也不为零。
当中线断开时(三相三线制供电),可求出中性点N和之间的电压为
此时即使电源电压对称,两中性点之间的电压也不为零,中性点不是等电位。
这种现象称为负载中性点位移。图2(b)中画出了中线断开后的电源与负载各相电
压相量图。图中相量表示了负载中性点位移的大小。很显然当中点位移较大时,
势必引起负载中有的相电压过高,而有的相电压却很低。因此当中点位移时,可能
使某相负载由于过压而损坏,而另一相负载则由于欠压而不能正常工作。因此,在
三相制供电系统中,总是尽量使各相负载对称分配。特别在民用低压电网中,由于
大量单相负载的存在(如照明设备、家用电器等),而负载用电又经常变化,不可
能使三相完全对称,因此一般采用三相四线制。在中线上不装保险丝和开关,使各
相负载电压接近对称电源电压。
(三) 负载不对称三相电路的类型
一、星形联接:
1、三相四线制
图2
IA
特点:三相相互独立,互不影响。
上式表明中线上有电流通过。
2、三相三线制
上式说明负载中性点N’与电源中性点N之间有电位差,使得负载的相电压不在对称。
特点:三相相互影响,互不独立。
通过分析,在三相四线制配电系统中,保险丝不能装在中线上。
二、三角形联接:
ZA ZC ZB uA
uC
uB
N` N
ZA ZC ZB uA
uC
uB
N` N
IB
IA
IB
IC
IC
图3
图4
图5
(四) 负载不对称三相电路特例
特例1:对称负载的断相:
三相对称负载正常运行时的线电流:PABCPUIIIIZ
现A相负载发生断相(如图7)
特例2:对称负载的短路:
三相对称负载正常运行时的线电流:PABCPUIIIIZ
现A相负载发生短路(如图8)
特例3:对称负载的断相:
对称时,3lABCUIIIZ
现A相负载发生断相(如图10)
N`
N
IB
IA
IC
图6
图7
图8
图9
特例2:对称负载的短路:
对称时,3lABCUIIIZ
现A相负载发生短路(如图11),电源短接烧掉。
参考文献:山东交通学院学报、电工技术
图10
图11