1、第 12章 三相电路三相电路12.1线电压 (电流 )与相电压 (电流 )的关系12.2对称三相电路的计算12.3不对称三相电路的概念12.4三相电路的功率12.5 首 页本章重点重点 1.三相电路的基本概念 2.对称三相电路的分析 3.不对称三相电路的概念4.三相电路的功率 返 回三相电路由三相电源、 三相负载和三相输电线路三部分组成。 发电方面：比单项电源可提高功率 50； 输电方面：比单项输电节省钢材 25；12.1 三相电路三相电路的优点下 页上 页配电方面：三相变压器比单项变压器经济且便 于接入负载；运电设备：结构简单、成本低、运行可靠、维 护方便。返 回三相电路的特殊性 （ 1）特
2、殊的电源 （ 2）特殊的负载 （ 3）特殊的连接 （ 4）特殊的求解方式 以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用，是目前电力系统采用的主要供电方式。研究三相电路要注意其特殊性。下 页上 页返 回1.对称三相电源的产生 通 常 由 三 相 同 步 发电 机 产 生 ， 三 相 绕 组 在空 间 互 差 120， 当 转 子以 均 匀 角 速 度 转 动时 ， 在 三 相 绕 组 中 产 生感 应 电 压 ， 从 而 形 成 对称三相电源。三相同步发电机示意图 三相电源是三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差 1200的正弦电源。 NSI AZBXCY下 页上 页返 回下 页上 页返 回 瞬时值
3、表达式 )120cos(2)( )120cos(2)( cos2)( oC oBA += = tUtu ttu tUtu 波形图 A、 B、 C 三端称为始端 ，X、 Y、 Z 三端称为末端 。u tAuBuCoA+XuA B+YuB C+ZuC下 页上 页返 回 相量表示 1201200oC oB oA= UU AUCUBU120120120 对称三相电源的特点00 CBA CBA =+=+ UUuuu BAUU+下 页上 页返 回正序 (顺序 )： ABCA负序 (逆序 )： ABC相序的实际意义：以后如果不加说明，一般都认为是正相序。 DABC123 DACB123正转 反转ABC三相电
4、源各相经过同一值 (如最大值 )的先后顺序。 对称三相电源的相序 三相电机下 页上 页返 回2. 三相电源的联接X, Y, Z 接在一起的点称为 Y联接对称三相电源的中性点，用 N表示。（ 1）星形联接 (Y联接 ) + ANX+ BY+ CZAUBUCU+ + ABCNAUBUCU-下 页上 页返 回（ 2）三角形联接 (联 接 )三角形联接的对称三相电源没有中点。 注意 + AX BY CZAUBUCU+X+CYZ ABCBUCU AU下 页上 页返 回3. 三相负载及其联接(1) 星形联接CBA ZZZ= 当 称三相对称负载三相电路的负载由三部分组成，其中每一部分称为一相负载，三相负载也
5、有二种联接方式。 ABCN ZAZCZB ABCN ZAZCZB下 页上 页返 回(2) 三角形联接ABC ZBCZCAZAB ABC ZBCZCAZABCABCAB ZZZ= 当 称三相对称负载下 页上 页返 回4. 三相电路 三相电路就是由对称三相电源和三相负载联接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以 组成： 电源 YY 负载电源 Y 负载当电源和负载都对称时，称为对称三相电路。 注意下 页上 页返 回三相四线制YYYZZZN+ AN+ B+ CAUBUCU ZZ+ A+ B+ CAUBU 三相三线制 下 页上 页返 回1. 名词介绍 + ANX+ BY+ CZAUBUCU +AX B
6、YCZAUBUCU+ 端线 (火线 )：始端 A, B, C 三端引出线。 中线：中性点 N引出线， 连接 无中线。12.2 线电压 (电流 )与相电压 (电流 )的关系下 页上 页返 回 相电压：每相电源的电压。 线电压：端线与端线之间的电压。 CACB BA, UUCBA, U+ AX BY CZAUBUCU+ ANX+ BY+ CZAUBUCUBAU BABCUBCCAU CAU 线电流：流过端线的电流。 CBA III ,AIICIAIBICI下 页上 页返 回ABC ZBCZCAZABABCN ZAZCZB负载的相电压：每相负载上的电压。 负载的线电压：负载端线间的电压。 , NCN
7、BNA UUU , ACCBBA , ACCBBA UUU线电流：流过端线的电流。 CBAIII ,相电流：流过每相负载的电流。cabcabcba IIIIII , ,NBU+- ACU+-AI AIaI abI 下 页上 页返 回 Y联接oCCN oBBN oANA 120 120 0= = UUUU设 + A+ B+ CAUBUCUBAUBCUCAUAIBICIoooNACNCA oooCNNBCB oooBNNABA 150301209031201203031200 = = = UUUUUU UUUUUU2. 相电压和线电压的关系下 页上 页返 回BNU利用相量图得到相电压和线电压之间的
8、关系：线电压对称 (大小相等，相位互差 120o)一般表示为：BA30oNABNUCNU30o30oBCUCAU NAUBNUCNUBABCUCAUo CNCA o BNCB o ANBA 303303303= UUUU 下 页上 页返 回对 Y联 接的 对称三相电源 所谓的 “对应 ”：对应相电压用线电压的第一个下标字母标出。(1) 相电压对称，则线电压也对称(3) 线电压相位领先对应相电压 30o。 pl UU33 )2( =即 倍 ,的线 电 压 大 小 等 于 相 电 压CNCABNC B ANB A UUUU结论下 页上 页返 回 联 接 oC oB oA120 120 0= UU设
9、oCCA oBCB oABA 1201200= = UUU线电压等于对应的相电压 以上关于线电压和相电压的关系也适 用于对称星型负载和三角型负载。注意+AX BYCZAUBUCU+BABC CAUCIAIBI下 页上 页返 回 联 接电源始端末端要依次相连。正确接法 错误接法 I =0 电源 中不会产生环流AUBUCUI0CBA =+ UUCCBA 2 =+ UUU AUBUCUICU总I 0 电源 中将会产生环流 下 页上 页返 回2. 相电流和线电流的关系Y联接时，线电流等于相电流。ZZZN+N+AUBUCUAIBICINI Y联接结论 下 页上 页返 回ZUZUI NANAA = 33/
10、ZUBA 030)3(3 =033=abI+ AUBUCU+IBICI ZZZabIbcIcaI 0303=ZUA结论 联接的对称电路： .33 )1(pl II=即 倍 ,的线 电 流 大 小 等于 相 电 流(2) 线电 流 相位 滞后 对应相电 流 30o。 /3/3/3N ZUIabA= 联接下 页上 页返 回13. 对称三相电路的计算 对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对称，因而可以引入一特殊的计算方法。 1. Y联接 (三相三线制）ZZUU= | 120 120 0oC oB oA设ZZN+N+AUBUCUAIBICI 下 页上 页返 回以 N点为参考点，对 N点列写结点方程
11、：CBAN 111)111( UZUZUZUZZZ +=+ 0 0)(13 NCBAN =+= UUUUZUZ NUZZN+N+AUBUCUAIBICI下 页上 页返 回负载侧相电压： oCNC oBNB oANA 1201200= = UUUUUU 因 N， 两点等电位，可将其短路，且其中电流为零。这样便可将三相电路的计算化为 单 相电路的计算。NAU 也为对 称电压结论 ZZN+N+AUBUCUAIBICIA相计算电路 +AUAIAN Z下 页上 页返 回计算电流： ZUZUZUI ZUZUZUI ZUZUZUI = = =oCNCC oBNBBANAA 120| 120| 为对称 电流 电源中点与负载中点等电位。 有无中线对电路情况没有影响。 对 称 情 况 下 ， 各 相 电 压 、 电 流 都 是 对 称 的 ， 可采 用 一 相 （ A相 ） 等 效 电 路 计 算 。 其 它 两 相 的 电压、电流可按对称关系直接写出。结论下 页上 页返 回 Y形联接的对称三相负载，根据相、线电压、电流的关系得： aAIIUU = ,303NAAB2. Y联 接ZZUUUU= | 120 120 0oC oBA设 解法 1负载上相电压与线电压相等：oCAca oBCbc oABab 1503903303= = UUU UUUZZ+ A+ B+ CAUBUcabCU下 页上 页返 回
