三相交流电路及安全用电

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第三章 三相交流电路及安全用电第一节 第二节 第三节 三相电源 三相负载 安全用电

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第三章 三相交流电路及安全用电本章要求： 1. 搞清对称三相负载Y和△联接时相线电压、 相线电流关系。 2. 掌握三相四线制供电系统中单相及三相负 载的正确联接方法，理解中线的作用。 3. 掌握对称三相电路电压、电流及功率的计 算。 4. 了解安全用电常识。返回

第一节一、三相电压的产生

三相电源(首端) A B

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工作原理：动磁生电Y C 三相电动势瞬时表示式 定子 N eA=Emsin t X A eB=Em(sin nt -120°) S eC=Em(sin t+120°) 转子 B Z+

C

eA eB eCX Y Z (尾端)返回

三相交流发电机示意图

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三相交流发电机结构铁芯(作为导磁路经) 定子 三相绕组

匝数相同空间排列互差1200 相量表示: EA = E/00 = E/-1200 EB. . .

转子：直流励磁的电磁铁三相电动势瞬时表示式

eA=Emsin teB=Em(sin t -1200) eC=Em(sin t+1200)

EC = E/+1200

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三相电动势瞬时表示式 eA=Emsin t eB=Em(sin t -120°) eC=Em(sin t+120°)

相量表示:.

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EA = E/0° . EB = E/-120°.

EC = E/+120° 相量图： . EC t120° .

e

波形图：

eA eB eC 2

120° .120°

0

EA

EB

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三个正弦交流电动势满足以下特征：

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最大值相等；频率相同； 相位互差120°。 对称三相电势的瞬时值之和为 0。 称为对称三相电势

即：e A eB eC 0 或：E A E B 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 。返回

二、三相电源的星形联接 1. 联接方式

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A 端线(相线、火线)

eAZ X Y

UA

U AB

N 中线(零线、地线) eC eB U B U CA 在低压系统,中 B 性点通常接地， 中性点 所以也称地线。 UC U BC C 相电压：端线与中线间(发电机每相绕组)的电压。

U A、U B、U C、Up 线电压：端线与端线间的电压。 AB、U BC、U CA、Ul U

2. 线电压与相电压的关系

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相电压：端线与中线间的电压。 U A、U B、U C 线电压：端线与端线间的电压。 AB、U BC、U CA U相量图： eUA C

A 根据KVL定律：

U BUA U CA 30° UB

eC eB UB

Z X Y

U AB U U U AB A B U AB U BC U B U C N UA U CA U C U A 由相量图可得， U BCC AB U

B

UC

30 3U A

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结论：电源 U l 30 U AB 3U A 30 3U P 30 Y形联接时同理可得：

U BC

线电压U l 3相电压U P 30 3U 90 U 903

0 3U B 且超前相应的相电压 P l

3U 30 3U 150 U 150 三相线电压也是对称的 U CA C p l三、三相电源的三角形联接A

U AB U CAB

结论：电源 Δ 形联接时 线电压Ul 相电压UP前一页 后一页 返回

U BCC

第二节 三相负载

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一、三相负载 分类： 三相负载：需三相电源同时供电 负载 三相电动机等 单相负载：只需一相电源供电 照明负载、家用电器 对称三相负载： ZA= ZB = ZC 三相负载 三相电动机 三相负载也有 Y和 两种接法，至于采用哪 不对称三相负载： ZA ZB ZC 种方法，要根据负载的额定电压和电源电压确 如由单相负载组成的三相负载 定，原则是：负载必须承受额定电压。 返回

二、负载星形联接的三相电路 IA UAN

Y: 三相三线制 Y0:三相四线制

IN UB UC

IaZC

ZA N'

结论：ZB

IB IC

负载 Y联接 时，线电流 等于相电流。

N 电源中性点

N´负载中性点

相电流：流过每相负载的电流 线电流：流过端线的电流 I A、I B、I C前一页 后一页 返回

1.负载Y 0联接三相电路的计算 IA UA

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N UB UC

IN IB IC

ZA N' ZC

ZB

Y0 联接时： U 3U P

I IP

1)负载端的线电压=电源线电压

2)负载的相电压=电源相电压3)线电流=相电流 4)中线电流 I N I A I B I C

UA IA ZA 负载 Y 联接 带中线时， UB IB 可将各相分 ZB 别看作单相 UC 电路来计算。 IC Z C 返回

2. 对称负载Y0 联接三相电路的计算 IA

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负载对称 如： 负载对称 . 时，只需计 UA ZA 时，只需计 IN IA =10/300 A 算一相电流， N N' 算一相电流， ZB 可知： 其它两相电 . 其它两相电 UB IB ZC 流可根据对 IB =10/-900 A 流可根据对 IC UC .称性直接写 称性直接写 =10/+1500 A 出。 IC 三相电压对称，且Z A Z B ZC 出。 负载对称时，三相电流也对称。 中线电流 I I I I 0N A B C

负载对称

无中线时，

负载对称时,中线无电流,可省掉中线。 U l 3U P

三相电路如图：已知 例1:u ab 380 2 sin( 314t 30 0 )V

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. 若RA=RB= RC = 5 ,求线电流及中线电流IN。若：RA=5 ,RB=10 , RC=20 ,同上所求。 . . I 已知： UAB = 380/300V U A = 220 /00V 解： U 220 0 Ia R U A I 1. 线电流： I A 44 0 A N N RA 5 R R 三相对称： U A A A N

C

B

44 1200 AI Ic 44 1200 A IB U 中线电流: I N I A I B I C 0 C C

B

IB

IC

IB

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2. 三相负载不对

称(RA=5 、RB=10 、RC=20 ) 分别计算各线电流： UA 220 0 0 0 IA 44 0 A RA 5 UB 220 120 0 IB 22 120 0 A RB 10 UC 220 120 0 IC 11 120 0 A RC 20

中线电流:

I I I 44 0 0 22 120 0 11 120 0 IN A B C 0 29 19 A 前一页 后一页 返回

例2:照明系统故障分析

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在上例中，试分析下列情况： 1. A相短路：中线未断，求各相负载电压； 中线断开，求各相负载电压。 2. A相断路：中线未断，求各相负载电压； 中线断开，求各相负载电压。 解：1. A相短路 A1)中线未断: 2) 中线断开 N N R R U A = 0 A相熔断丝熔断，B、 B、C相灯由于承受电压 U B=UBA= 380V B 过高将烧坏 C相灯不受影响 U C=UCA= 380VC B

RA

C

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