1、第五章 三相电路,第一节 三相电源,第二节 三相交流电路的计算,第一节 三相电源,一、三相电源组成:,常称为三相对称电源,三相电压瞬时表示式,相量表示,（对称）三相电压的瞬时值之和为 0,三相交流电压出现正幅值（或相应零值）的顺序 称为相序。,供电系统三相交流电的相序一般采用正序,在配电装置的母线上，以黄、绿、红3种颜色分别表示A、B、C（或U、V、W）三相。,二、 三相电源的连接,中性线(零线、地线),中性点,端线(相线、火线),在低压系统,中性点通常接地，所以也称地线。,相电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压,线电压：端线与端线间的电压,、Up,、Ul,(星形联结),根据KVL定律
2、,由相量图可得,相量图,30,A,X,Y,Z,N,B,C,uA,+,uC,+,同理,三相五线制：引出三根相线、二根中性线（其中一根只用做地线）,发电机（或变压器）的绕组连成星形时，不一定都引出中性线。,三相三线制：只引出三根相线,三相四线制：引出三根相线及一根中性线,第二节 三相交流电路的计算,三相负载,不对称三相负载： 不满足 ZA =ZB = ZC如由不同的单相负载组成的三相负载,三相负载的联接：有 Y和 两种接法，至于采用哪种方法 ，要根据负载的额定电压和电源电压确定。,（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。,三相负载连接原则,一、负载星形
3、联结的三相电路,线电流：流过端线的电流,相电流：流过每相负载的电流,结论：负载 Y联结时，线电流等于相电流。,N 电源中性点,N负载中性点,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,Y 联结时：,4)中线电流,负载 Y0 联结(有中性线),可将各相分别看作单相电路计算,负载对称时,中性线无电流, 可省掉中性线。,所以负载对称时，三相电流也对称。,负载对称时，只需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出。,中性线电流,(2) 三相负载不对称（RA=5,RB=10 ,RC=20 ）,中性线电流,分别计算各线电流,例2：试分析下列故障的情况,解: (1) A相
4、短路,1) 中性线未断,此时A相短路电流很大，将A相熔断丝熔断，而 B相和C相 未受影响，其相电压 仍为220V, 正常工作。,(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。,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。,2) A相短路, 中性线断开时,此时负载中性点N即为A, 因此负载各相电压为,(2) A相断路,2) 中性线断开,B、C相灯仍承受220V 电压, 正常工作。,1) 中性线未断,变为单相电路，如图(b) 所示,
5、由图可求得,例3:求例1电路中性线断开时负载的相电压及相流。,则节点电压,负载电压,结论:(1)不对称负载Y联结又未接中性线时,负载相电压不再对称,且负载电阻越大,负载承受的电压越高。(2) 中线的作用：保证星形联结三相不对称负载的相电压对称。(3)照明负载三相不对称,必须采用三相四线制供电方式,且中性线(指干线)内不允许接熔断器或刀闸开关。,线电流: 流过端线的电流,相电流: 流过每相负载的电流 、 、,二、负载三角形联结的三相电路,线电流不等于相电流,(2) 相电流,(1) 负载相电压=电源线电压,即: UP = Ul,一般电源线电压对称，因此不论负载是否对称，负载相电压始终对称, 即,相
6、电流：,线电流：,UAB=UBC=UCA=Ul=UP,相量图,负载对称时, 相电流对称，即,(3) 线电流,由相量图可求得,为此线电流也对称，即 。,线电流比相应的相电流 滞后30。,三相负载的联接原则,负载的额定电压 = 电源的线电压,负载的额定电压 = 电源线电压,应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与电源的联接方式无关。,三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三 角形，而照明负载一般都联结成星形（具有中性线）。,三、三相电路的功率,无论负载为 Y 或联结，每相有功功率都应为Pp= Up Ip cosp,对称负载 联结时：,同理,对称负载Y联结时：,相电压与相 电流的相位差,当负
7、载对称时：P = 3Up Ipcosp,所以,正误判断,对称负载 Y联结,对称负载 Y联结,正误判断,例1:有一三相电动机, 每相的等效电阻R = 29, 等效感抗XL=21.8, 求下列两种情况下电动机的相电流、 线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果：(1) 绕组联成星形接于Ul =380 V的三相电源上;(2) 绕组联成三角形接于Ul=220 V的三相电源上。,解:,(1),(2),比较(1), (2)的结果:,有的电动机有两种额定电压, 如220/380 V。 当电源电压为380 V时, 电动机的绕组应联结成星形； 当电源电压为220 V时, 电动机的绕组应联结成三角形。,在三角
8、形和星形两种联结法中, 相电压、相电流 以及功率都未改变，仅三角形联结情况下的线电流 比星形联结情况下的线电流增大 倍。,各组负载的相电流,由于三相负载对称，所以只需计算一相，其它两相可依据对称性写出。,负载星形联接部分，其线电流=相电流,负载三角形联接部分，其相电流为,(2) 电路线电流,一相电压与电流的相量图如图所示,一相电压与电流的相量图如图所示,(3) 三相电路的有功功率,例3:三相对称负载作三角形联结，Ul =220V，当S1、S2 均闭合时，各电流表读数均为17.3A，三相功率P = 4.5 kW，试求: 1) 每相负载的电阻和感抗； 2) S1合、S2断开时, 各电流表读数和有功
9、功率P； 3) S 1断、S 2闭合时, 各电流表读数和有功功率P。,或：P =I 2RP =UIcos tg =XL / R,解：,(1) 由已知条件可求得,2) S1闭合、S2断开时, IA=IC =10A IB =17.32 A,流过电流表 A、C 的电流变为相电流 IP，流过电流表B 的电流仍为线电流IL 。,因为开关s均闭合时每相有功功率 P =1.5 kW,当 S1合、S2断时，ZAB、ZBC 的相电压和相电流不 变，则PAB、PBC不变。,P = PAB+PBC = 3 kW,IB = 0A,3) S1断开、 S2闭合时,变为单相电路,I1 仍为相电流 IP ，I2 变为 1/2
10、 IP 。, IA=IC =10 A+ 5 A= 15A, I2 变为 1/2 IP，所以 AB、 BC 相的功率变为原来的1/4 。,P = 1/4 PAB+ 1/4 PBC +PCA = 0.375 W+ 0.375 W+ 1.5 W = 2.25 kW,例4:某大楼为日光灯和白炽灯混合照明,需装40瓦 日光灯210盏(cos1=0.5),60瓦白炽灯90盏(cos2=1), 它们的额定电压都是220V，由380V/220V的电网供电。试分配其负载并指出应如何接入电网。这种情况下,线路电流为多少？,解: (1) 该照明系统与电网连接图,解: (1) 该照明系统与电网连接图,例5：某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼所有电灯都突然暗下来，而第一层楼电灯亮度不变，试问这是什么原因？这楼的电灯是如何联接的？同时发现，第三层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些，这又是什么原因？,解: (1) 本系统供电线路图,(2) 当P处断开时，二、三层楼的灯串联接380V 电压，所以亮度变暗，但一层楼的灯仍承受220V电压亮度不变。,(3) 因为三楼灯多于二楼灯即 R3 R2 , 所以三楼灯比 二楼灯暗。,解：(1)本系统供电线路图,
