三相交流電路分析.ppt

,為什么引入三相電?,可以證明，在輸送同樣容量的情況下三相輸電比單相可節(jié)省25%的有色金屬。,此外，三相電在電機(jī)驅(qū)動(dòng)方面具有單相電無可比擬的優(yōu)越性。,第五章 三相電路,5.1 三相電壓 （1學(xué)時(shí)） 5.2 負(fù)載星形聯(lián)接的三相電路 （1學(xué)時(shí)） 5.3 負(fù)載三角形聯(lián)接的三相電路 （ 0.5學(xué)時(shí)） 5.4 三相功率 （0.5學(xué)時(shí)）,第五章 三相電路,5-1 三相電壓,一、三相電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生,三相交流發(fā)電機(jī)的原理圖,合理選擇轉(zhuǎn)子極面的形狀及 勵(lì)磁繞組的位置分布使空氣隙中 的磁感應(yīng)強(qiáng)度按正弦規(guī)律分布,A、B、C分別為三個(gè)繞組的始端， X、Y、Z分別為三個(gè)繞組的末端,在空間位置上，三個(gè)繞組分別相差120,定子鐵心內(nèi)槽放置三個(gè)繞組,5-1 三相電壓,轉(zhuǎn)子勻速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，每相繞組依次切割磁力線，產(chǎn)生 頻率相同、幅值相等且相位差為120的正弦電動(dòng)勢(shì),5-1 三相電壓,1. 以A相繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作為參考正弦量，則,5-1 三相電壓,2. 用相量表示,5-1 三相電壓,3. 對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì),5-1 三相電壓,4. 相序,三相電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)正幅值（或過零點(diǎn)）的順序稱為相序,5-1 三相電壓,正序(順序)：ABCA,負(fù)序(逆序)：ACBA,相序的實(shí)際意義：對(duì)三相電動(dòng)機(jī)，如果相序反了，就會(huì)反轉(zhuǎn)。,以后如果不加說明，一般都認(rèn)為是正相序。,5-1 三相電壓,5. 三相（電動(dòng)勢(shì)）繞組的連接。,1）三相繞組的末端連接點(diǎn)稱為中點(diǎn)，或零點(diǎn)，用N表示。,2）從中點(diǎn)引出的導(dǎo)線稱為中線，這種連接法稱星形連接法,3）相線或端線，也稱火線。,中線接地則稱為零線,5-1 三相電壓,如果是三孔插座，左邊是零線，中間（上面）是地線，右邊是火線,實(shí)際電路中，相線A相黃色，B相綠色，C相紅色,6. 相電壓,相電壓的值用 表示，且,5-1 三相電壓,7. 線電壓,5-1 三相電壓,可見相電壓、線電壓均為對(duì)稱的三相電壓,5-1 三相電壓,5-1 三相電壓,5.1 三相電壓 （1學(xué)時(shí)） 5.2 負(fù)載星形聯(lián)接的三相電路 （1學(xué)時(shí)） 5.3 負(fù)載三角形聯(lián)接的三相電路 （ 0.5學(xué)時(shí)） 5.4 三相功率 （0.5學(xué)時(shí)）,第五章 三相電路,5.1 三相電壓 （1學(xué)時(shí)） 5.2 負(fù)載星形聯(lián)接的三相電路 （1學(xué)時(shí)） 5.3 負(fù)載三角形聯(lián)接的三相電路 （ 0.5學(xué)時(shí)） 5.4 三相功率 （0.5學(xué)時(shí)）,第五章 三相電路,三相電路中負(fù)載的聯(lián)接方法有兩種：,三相電源一般都是星形聯(lián)接,負(fù)載的聯(lián)接方式取決于其額定工作電壓,本節(jié)介紹負(fù)載的星形聯(lián)接，下圖是三相四線制電路,2）負(fù)載相電流等于電源線電流,3）電源線電壓是負(fù)載相電壓的 倍，,特點(diǎn)：,5-2 負(fù)載星形聯(lián)接三相電路,1）負(fù)載相電壓等于電源相電壓,中線電流,5-2 負(fù)載星形聯(lián)接三相電路,5-2 負(fù)載星形聯(lián)接三相電路,1. 對(duì)稱負(fù)載時(shí),中線電流,三相三線制電路,顯然此時(shí)三相電流也對(duì)稱,5-2 負(fù)載星形聯(lián)接三相電路,在用戶端由該變壓器變換成三相四線制電路,中高壓電力輸送均采用三相三線制電路,課堂拓展,2.不對(duì)稱三相三線制負(fù)載,5-2 負(fù)載星形聯(lián)接三相電路,相序判斷,5-2 負(fù)載星形聯(lián)接三相電路,解,5-2 負(fù)載星形聯(lián)接三相電路,由于 故B相燈較亮,5-2 負(fù)載星形聯(lián)接三相電路,3.結(jié)論,1）負(fù)載不對(duì)稱而又沒有中線時(shí)，負(fù)載相電壓就不對(duì)稱，從而引起有的相電壓過高或欠壓，這是不允許的！,2）中線的作用就在于使星形聯(lián)接的不對(duì)稱負(fù)載的相電壓對(duì)稱。為了保證負(fù)載的相電壓對(duì)稱，就不應(yīng)讓中線斷開,在主干上，中線內(nèi)不接入熔斷器或閘開關(guān),5-2 負(fù)載星形聯(lián)接三相電路,ZB,ZC,(2) A相短路且沒有保護(hù)而中線又?jǐn)嚅_時(shí)，結(jié)果又如何,（2）A相短路且沒有保護(hù)而中線斷開時(shí)：,(1) A相短路且進(jìn)行保護(hù)操作后各相負(fù)載上的電壓,(1) A相短路，B、C相電壓不受影響,5-2 負(fù)載星形聯(lián)接三相電路,5.1 三相電壓 （1學(xué)時(shí)） 5.2 負(fù)載星形聯(lián)接的三相電路 （1學(xué)時(shí)） 5.3 負(fù)載三角形聯(lián)接的三相電路 （ 0.5學(xué)時(shí)） 5.4 三相功率 （0.5學(xué)時(shí)）,第五章 三相電路,5.1 三相電壓 （1學(xué)時(shí)） 5.2 負(fù)載星形聯(lián)接的三相電路 （1學(xué)時(shí)） 5.3 負(fù)載三角形聯(lián)接的三相電路 （0.5學(xué)時(shí)） 5.4 三相功率 （0.5學(xué)時(shí)）,第五章 三相電路,5-3 負(fù)載三角形聯(lián)接的三相電路,一、相電流,二、 線電流,5-3 負(fù)載三角形聯(lián)接的三相電路,三、負(fù)載對(duì)稱的電路,三相負(fù)載電流對(duì)稱,5-3 負(fù)載三角形聯(lián)接的三相電路,線電流也是對(duì)稱的，且,推導(dǎo)相電流和線電流的關(guān)系,線電流在相位上滯后于相電流30O,5-3 負(fù)載三角形聯(lián)接的三相電路,負(fù)載對(duì)稱三相電路電壓電流的相量圖,5-3 負(fù)載三角形聯(lián)接的三相電路,5.1 三相電壓 （1學(xué)時(shí)） 5.2 負(fù)載星形聯(lián)接的三相電路 （1學(xué)時(shí)） 5.3 負(fù)載三角形聯(lián)接的三相電路 （ 0.5學(xué)時(shí)） 5.4 三相功率 （0.5學(xué)時(shí)）,第五章 三相電路,5.1 三相電壓 （1學(xué)時(shí)） 5.2 負(fù)載星形聯(lián)接的三相電路 （1學(xué)時(shí)） 5.3 負(fù)載三角形聯(lián)接的三相電路 （0.5學(xué)時(shí)） 5.4 三相功率 （0.5學(xué)時(shí)）,第五章 三相電路,5-4 三相功率,一、有功功率,5-4 三相功率,1、對(duì)稱性負(fù)載,單相：瞬時(shí)功率脈動(dòng),三相：瞬時(shí)功率恒定,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩: T p 三相電可以得到均衡的機(jī)械力矩，避免了機(jī)械振動(dòng)。,5-4 三相功率課堂拓展,5-4 三相功率,2、不對(duì)稱負(fù)載,聯(lián)接,Y聯(lián)接,5-4 三相功率,二、無功功率,三、視在功率,對(duì)稱負(fù)載,對(duì)稱負(fù)載,5-4 三相功率,1）,5-4 三相功率,2）,5-4 三相功率,5-4 三相功率 課堂拓展,溫馨提示：南航將軍路校區(qū)1號(hào)樓的用電設(shè)備在夏季一天的高峰用電量時(shí)常高達(dá)10000余度！,新聞視野：,2009年6月上旬，在波恩舉行的聯(lián)合國(guó)氣候變化會(huì)議上，有部分美國(guó)代表提出了對(duì)華進(jìn)口產(chǎn)品征收關(guān)稅的意見。與此同時(shí)，6月22日美國(guó)清潔能源安全法案獲得眾議院通過，該法案規(guī)定，美國(guó)有權(quán)對(duì)包括中國(guó)在內(nèi)的不實(shí)施碳減排限額國(guó)家進(jìn)口產(chǎn)品征收碳關(guān)稅。,5-4 三相功率 課堂拓展,三相功率的測(cè)量,(1) 三表法,若負(fù)載對(duì)稱，則需一塊表，讀數(shù)乘以 3。,三相四線制,5-4 三相功率課堂拓展,(2) 二表法：,這種測(cè)量線路的接法是將兩個(gè)功率表的電流線圈串到任意兩相中，電壓線圈的同名端接到其電流線圈所串的線上，電壓線圈的非同名端接到另一相沒有串功率表的線上。（有三種接線放式）,若W1的讀數(shù)為P1 ， W2的讀數(shù)為P2 ，則三相總功率為：,P=P1+P2,5-4 三相功率課堂拓展,證明：,所以兩個(gè)功率表的讀數(shù)的代數(shù)和就是三相總功率。由于聯(lián)接負(fù)載可以變?yōu)閅型聯(lián)接，故結(jié)論仍成立。,p=uAN iA + uBN iB+ uCN iC,iA + iB+ iC=0 iC= (iA + iB),p= (uAN uCN)iA + (uBN uCN) iB = uACiA +uBC iB, 1 :uAC 與iA的相位差， 2 :uBC 與iA的相位差。,設(shè)負(fù)載是Y型聯(lián)接,5-4 三相功率課堂拓展,1. 只有在三相三線制條件下，才能用二表法，且不論負(fù)載對(duì)稱與否。,2. 兩塊表讀數(shù)的代數(shù)和為三相總功率，每塊表的單獨(dú)讀數(shù)無意義。,3. 兩表法測(cè)三相功率的接線方式有三種，注意功率表的同名端。,注意：,5-4 三相功率課堂拓展,一、三相電壓,第五章 內(nèi)容小結(jié),第五章內(nèi)容小結(jié),2、線電壓,第五章內(nèi)容小結(jié),第五章內(nèi)容小結(jié),二、三相電路負(fù)載電路聯(lián)結(jié)形式,（1）Y形聯(lián)結(jié)三相四線,2）相電流等于線電流,特點(diǎn)： 1）負(fù)載相電壓等于電源相電壓,第五章內(nèi)容小結(jié),（1）Y形聯(lián)結(jié)三相三線,負(fù)載對(duì)稱則等同三相四線電路,負(fù)載不對(duì)稱,第五章內(nèi)容小結(jié),第五章內(nèi)容小結(jié),* 線電流,第五章內(nèi)容小結(jié),第五章內(nèi)容小結(jié),第五章內(nèi)容小結(jié),第五章 三相電路,課外思考：當(dāng)三相負(fù)載平衡以及不平衡時(shí)，電路的無功功率流動(dòng)？,課后習(xí)題：5.2.6, 5.2.10，5.4.4,課外拓展：飛機(jī)電網(wǎng)的特點(diǎn)。,