第5章 三相电路

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第五章
三相交流电路
三相电源 负载星形连接的三相电路 负载星形连接的三相电路 三相功率
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第五章 三相交流电路
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第五章 三相交流电路
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。
向末端，则它们的初相互相差120°。
5 第五章 三相交流电路
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三相供电系统的三相电源是三相发电
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若以 U A 作为参考相量，这三个电压相量为
对称 三相 电压 源的 相量 图和 波形 图
它们的相量图和波形图分别如图(a)、(b)所示。这样三 个振幅相等、频率相同、相位差120°的一组正弦电源称为 对称三相正弦电源。它们分别称为A相、B相和C相。
14 第五章 三相交流电路
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算出三相电流
U A 220∠0 = = 15.56∠ − 45 A IA = Z 10 + j10 U B 220∠ − 120 = 15.56∠ − 165 A = IB = Z 10 + j10 U C 220∠120 IC = = = 15.56∠75 A Z 10 + j10
二、Y－Y联接的三相电路
三相负载也有Y和Δ两种连接方式。下图表示Y形三相 三相负载 负载连接到Y形对称三相电源的情况。当三相负载相同 时，即ZA=ZB=ZC=Z时，该电路是对称三相电路。 对称三相电路

h h 第五章 三相交流电路 一、内容提要 三相电路在工农业生产上广泛应用。而发电机和输配电一般都采用三相制；在用电方面最主要的负载是交流电动机，而交流电动机多数是三相的。所以本章重点讨论三相制电源的线电压和相电压、线电流与相电流的关系，对称三相负载的连接和取用的功率问题。

二、 基本要求 1、三相对称电路中相电压（电流）与线电压（电流）之间的关系以及不对称电路的概念； 2、三相负载的基本连接方法；星形接法和三角接法； 3、掌握三相电路的分析与计算方法 4、了解三相电功率的计算及测量； 5、掌握安全用电技术。

三、 学习指导 由三相电源供电的电路叫三相电路，三相电源可以接成星形，也可以接成三角形。接星形有中线时可以向外提供两种电压，即线电压lU和相电压pU且lU=p3U，而三角形接

法时仅能向外提供一种电压，且pUUl。 1. 三相对称交流电压 幅值相等，频率相同，彼此的相位差为0120，这种电压称为三相对称交流电压。即

tUusinm1，)120sin()32sin(0mm2tUtUu )120sin()34sin(0mm3tUtUu

其相量表示式为：V001•UU，V)2321(V12002jUUU• V)2321(V12003jUUU• 三相交流电的瞬时值或相量之和为零，即 0,0321321•••UUUuuuu 2.三相电源的连接方式 1）Y型连接法（如图5-1所示） h h

图5-1电压源Y型连接及相量图

线电压：两火线之间的电压，有效值用31,2312,UUU或CABCAB,,UUU，通式lU表示。

相电压：火线与中线之间的电压，有效值用321,,UUU或CBA,,UUU，通式PU表示。有些参考书也用CNBNAN,,UUU来表示。 线电压与相电压之间的关系为： 012112303••••UUUU 或 0ANBNANAB303••••UUUU

三相负载连接原则 （1） 电源提供的电压=负载的额定电压； （2） 单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。
电源 保险丝 A B C N
三相四线制 380/220伏
额定相电压为 额定线电压为 220伏的单相负载 380伏的三相负载
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2. 负载星形联结的三相电路
(1) 联结形式
此情况下，B相和C相的电灯组由于承受电压上所
加的电压都超过额定电压（220V) ，这是不允许的。
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(2) A相断路
A
1) 中性线未断
RA
B、C相灯仍承受220V N 电压, 正常工作。
N
RC
RB
2) 中性线断开
B
(a)
变为单相电路，如图(b) C 所示, 由图可求得
ZC
如：
U C
IC
I A 10 30 A
+
可知：
因 所中 以为负三 载线 对相称I 电 N 时 ，电 压 I 三A 对 相I 电B Z流 称 A 流I 也， C Z 对B且 0 称负 Z。C载II CB对
10 10
称
90 A 150 A
无中性线
波形图
相量图
e
.
eA eB eC
EC
120° 240° 360°
0

2
120° .
120°
EA
t
120°
.
EB
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三个正弦交流电动势满足以下特征
最大值相等
频率相同
称为对称三相电动势
相位互差120°
对称三相电动势的瞬时值之和为 0

IA

U A RA

220 5
UA 220
0 A 44
0 V
0 A
IB 44 120A IC 44 120A
中性线电流 IN IA IB IC 0
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(2) 三相负载不对称（RA=5 、RB=10 、RC=20 ）
29 19 A
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例2：照明系统故障分析
在上例中，试分析下列情况
(1) A相短路: 中性线未断时，求各相负载电压；
中性线断开时，求各相负载电压。
(2) A相断路: 中性线未断时，求各相负载电压；
中性线断开时，求各相负载电压。
解: (1) A相短路
A
1) 中性线未断 此时A相短路电流很 N
对称三相电动势的瞬时值之和为 0
即：eA eB eC 0
或 EA EB EC 0
三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。
供电系统三相交流电的相序为 A B C
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2. 三相电源的星形联结
(1) 联接方式
+
+ + – A 端线(相线、火线)
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例3: 求例1电路中性线断开时负载的相电压及相电流。
解：设 UA 220 0 V , 则节点电压
U NN

UA RA 1
UB RB 1
UC RC 1

220 5
0

220 1
120 10
11
220 120 20