第3章-三相电力系统课件.ppt

1、第第3章章 三相电力系统三相电力系统 学校：广西民族学院院系：化生学院 主讲人：钟磊电工学电工学 上篇上篇 电工技术电工技术三相电动势产生（三相电动势产生（1 1）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院三相电动势的产生三相电动势的产生在两磁极中间，放一个线圈。在两磁极中间，放一个线圈。让线圈以让线圈以 的速度顺时的速度顺时针旋转。针旋转。线圈中产生感应电动势。线圈中产生感应电动势。AXNS e合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分 布，布，线圈两端便可得到线圈两端便可得到单相单相交流电动势。交流电

2、动势。tEeAXsin2三相电动势产生（三相电动势产生（2 2）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院定子中放三个线圈：定子中放三个线圈：A XB YC Z首端首端末端末端三线圈空间位置三线圈空间位置各差各差120o 转子装有磁极并以转子装有磁极并以 的速度旋转。三个的速度旋转。三个线圈中便产生三个单相电动势。线圈中便产生三个单相电动势。AXYCBZSN定子定子转子转子 三相电动势表达式（三相电动势表达式（1 1）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院240sin12

3、0sinsintEetEetEemCmBmA)120sin(tEm三角函数式三角函数式三相电动势的特征：三相电动势的特征：大小相等，频率相同，相位互差大小相等，频率相同，相位互差120。三相电动势表达式（三相电动势表达式（2 2）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院Em BeAeCe0120 240 360 t0CBAEEE1201200EEEEEECBAAEBECE120120120三相交流电源的连接（三相交流电源的连接（1 1）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生

4、学院一、星形接法一、星形接法 1.连接方式连接方式AeCeBeAXYCBZN三相交流电源的连接（三相交流电源的连接（2 2）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院Ce（中线）（中线）（火线）（火线）（火线）（火线）（火线）（火线）ceBeAXYCBZNAe三相四线三相四线制供电制供电火线（相线）火线（相线）:ABC中线（零线）：中线（零线）：N相电压与线电压（相电压与线电压（1）CCNBBNAANeueueuSchool of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院相电压相电压：火线对零

5、线间的电压。火线对零线间的电压。1201200PCNPBNPANUUUUUUUP代表电源相电压的有效值代表电源相电压的有效值CeceBeACBNAe120 120 120 ANUBNUCNU三个相电压是对称的三个相电压是对称的相电压与线电压（相电压与线电压（2）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院CABCABuuuANCNCACNBNBCBNANABUUUUUUUUUABuBCuCAuCABN注意规定的注意规定的正方向正方向ANuBNuCNu线电压线电压：火线间的电压。火线间的电压。相电压与线电压（相电压与线电压（3）Schoo

6、l of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院线电压和相电压的关系：线电压和相电压的关系：BNANBNANABUUUUU303ANABUUBNUABUBNUANUCNU30 相电压与线电压（相电压与线电压（4）303ANBNANABUUUUSchool of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院30 330 3CNANCNCABNCNBNBCUUUUUUUU 同理：同理：BNUANUCNUABUBCUCAU三个线电压也是对三个线电压也是对称的：大小相等，称的：大小相等，为相电压的为相电压的 倍，倍，相位

7、领先对应的相相位领先对应的相电压电压30，互成，互成120相位差。相位差。3相电压与线电压（相电压与线电压（5）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院线电压与相电压的通用关系表达式：线电压与相电压的通用关系表达式：30 3plUUlU pU-为电源的相电压为电源的相电压 -为电源的线电压为电源的线电压在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为V380 V220lPUU、三相负载的接法三相负载的接法School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西

8、民族学院化生学院负载有两种接法负载有两种接法:星形接法星形接法ACB NZZZ三角形接法三角形接法ACBZZZ星形接法的特点及计算（星形接法的特点及计算（1）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院ACBNZZZANuBNuCNuAiCiBiANiCNiBNi相电流相电流(负载上的电流负载上的电流)：CNBNANIII 、线电流线电流(火线上的电流火线上的电流)：CBAIII 、星形接法的特点及计算（星形接法的特点及计算（2）CNCBNBANAIIIIIISchool of Chemical Engineering 广西民族学院化生

9、学院广西民族学院化生学院一、星形接法特点一、星形接法特点相电流相电流=线电流线电流*plIIACBNZZZNiAiCiBiANiCNiBNiCNBNANNIIIINI:零线电流零线电流星形接法的特点及计算（星形接法的特点及计算（3）ZUIIANANASchool of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院*负载两端的电压等于电源的相电压负载两端的电压等于电源的相电压ACBNZZZANUABUCNUBNUCAUBCUAICIBIANIBNICNINIZUIIZUIICNCNCBNBNB星形接法的特点及计算（星形接法的特点及计算（4）School of

10、 Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院二、负载星形接法时的一般计算方法二、负载星形接法时的一般计算方法ACBNZZZANUABUCNUBNUCAUBCUAICIBIANIBNICNINI线电流、相电流线电流、相电流计算通式：计算通式：ZUIIppl星形接法的特点及计算（星形接法的特点及计算（5）V0pANUU120pBNUU120pCNUUSchool of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院 ZZ结论：三相电源对称，结论：三相电源对称，负载对称且负载对称且Y形连接，形连接，则三个线电流也是对则三个线

11、电流也是对称的。中线电流为称的。中线电流为0。1201200ZUIIZUIIZUZUZUIIpCNCpBNBpPANANA0CNBNANNIIII星形接法的特点及计算（星形接法的特点及计算（6）例题例题1School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院例：三相电源例：三相电源 三相对称负载，三相对称负载，Y型接法，每相型接法，每相V380lU43jZ求：每相负载中的电流及各线电流相量。求：每相负载中的电流及各线电流相量。解：解：V22033803lpUU设设0220ANU120220BNU120220CNU1.53543jZA1.53441

12、.5350220ZUIIANANA星形接法的特点及计算（星形接法的特点及计算（6）例题例题1School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院A1.5344ANAIIA1.173441201.5344BNBIIA9.66441201.5344CNCII（续上页解）（续上页解）星形接法的特点及计算（星形接法的特点及计算（7）例题例题2School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院负载不对称负载不对称 已知：已知：三相负载三相负载 R、L、C 以及以及 三相线电压：三相线电压：120 120

13、 0lCAlBClABUUUUUUCI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI求：各相、各线及中线电流求：各相、各线及中线电流星形接法的特点及计算（星形接法的特点及计算（8）例题）例题2School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院120 120 0lCAlBClABUUUUUU线线电电压压CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI30 3plUU星形接法的特点及计算（星形接法的特点及计算（9）例题）例题2School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院解：解：(

14、1)903130 311503130 31303130 31lCACNlBCBNlABANUUUUUUUUU相相电电压压星形接法的特点及计算（星形接法的特点及计算（10）例题）例题2School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院lpUU31令：令：CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI则相电压为：则相电压为：90903115015031303031PlCNPlBNPlANUUUUUUUUU星形接法的特点及计算（星形接法的特点及计算（11）例题）例题230RURUIPANAN240150LPLPLBNBNXUjXUjXUIS

15、chool of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院(2)相电流相电流CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI18090CPCPCCNCNXUjXUjXUI星形接法的特点及计算（星形接法的特点及计算（12）例题）例题2(3)中线电流中线电流CBANIIIISchool of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院(4)相量图相量图18024030CPCNLPBNPANXUIXUIRUICAUABUBCUNICNUANUBNUBNICNIANI星形接法的特点及计算（星形接法的特点及计算（13

16、）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院负载对称负载对称ZZZZCBA 如：如：AANANIZUI则：则：120120ANCCNANBBNIIIIII据此可直接得出另两相电流：据此可直接得出另两相电流：AIBICICNUANUBNU0CBAOIIII（中线电流为（中线电流为0）星形接法的特点及计算（星形接法的特点及计算（14）0CBANIIII)(ZZZZCBA负载对称时负载对称时问题及讨论问题及讨论零线是否可零线是否可以取消？以取消？School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化

17、生学院答：答：Y形连接，三相完全对称时，零线可以形连接，三相完全对称时，零线可以取消。称为三相三线制。取消。称为三相三线制。ceACBZZZCeBeAe星形接法的特点及计算（星形接法的特点及计算（15）例题例题3School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院三相三线制供电时，若各相负载不相等，将如何？三相三线制供电时，若各相负载不相等，将如何？ANNAIBICIAEBECECB已知已知：240220 120220 0220CBAEEE求：各相负载电流。求：各相负载电流。每盏灯的额定值为每盏灯的额定值为:220V、100W星形接法的特点及计

18、算（星形接法的特点及计算（16）例题例题3用用节节点点电电位位法法School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院ANNAIBICIAEBECECBAEBECERRRRNNABCAIBICI星形接法的特点及计算（星形接法的特点及计算（17）例题例题3 每盏灯为每盏灯为220V、100W4842PURSchool of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院AEBECERRRRNNABCAIBICIRRRRRRUN21121202201202200220、V 12055NUAIBICI、代入代入R值

19、得：值得：星形接法的特点及计算（星形接法的特点及计算（18）零线零线School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院 负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不到额定电压，都不能正常工作。比如，不到额定电压，都不能正常工作。比如，照明电路中照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相三相制供电，而且必须保证零线可靠。三相制供电，而且必须保证零线可

20、靠。中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，其上不等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，其上不允许接保险丝也不允许接刀闸。允许接保险丝也不允许接刀闸。应用实例应用实例-照明电路照明电路ACB.一组一组二组二组三组三组N 正确接法正确接法:每组灯相互并每组灯相互并联联,然后分别接然后分别接至各相电压上。至各相电压上。设电源电压为：设电源电压为：V220380PlUU每组灯的数量可以不等，但每盏灯上都可每组灯的数量可以不等，但每盏灯上都可得到额定的工作电压得到额定的工作电压220V。三角形接法及计算（三角形接

21、法及计算（1）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院ABiCAiBCiCiBiAiCAuABuBCuACBlpUU 负载特点特点：负载的相电压负载的相电压=电源的线电压电源的线电压三角形接法及计算（三角形接法及计算（2）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院CACACABCBCBCABABABZUIZUIZUI每相负载电流每相负载电流BiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBBCCACABBCBCAABAIIIIIIIII线电流线电流三角形接法及计算（三角

22、形接法及计算（3）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院BiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBZABZBCZCA（2）负载对称时（）负载对称时（ZAB=ZBC=ZCA=Z），），各相电流有各相电流有 效值相等，相位互差效值相等，相位互差120 。有效值为：。有效值为：ZUIIIIlPCABCAB（1）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。三角形接法及计算（三角形接法及计算（4）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广

23、西民族学院化生学院CAUABUBCUBICIABICAIBCICAIAI负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系0lABUU设：负载为阻性的，阻抗角为设：负载为阻性的，阻抗角为 0 。CAABAIII303ABAII303303CACBCBIIII同理：同理：三角形接法及计算（三角形接法及计算（5）负载对称时三角形接法的特点负载对称时三角形接法的特点School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院BiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACB lpUU 负载 303plII负载对称三角负载

24、对称三角形接法，负载形接法，负载两端的电压等两端的电压等于电源的线电于电源的线电压；线电流是压；线电流是相电流的相电流的 倍，倍，相位落后对应相位落后对应的相电流的相电流30。3三相电路的功率（三相电路的功率（1）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院CBAPPPP三相总有功功率：三相总有功功率：负载对称时：负载对称时：cos3ppIUP UP、IP代表负载上的相电压和相电流，代表负载上的相电压和相电流，由负载性质确定由负载性质确定 3plplIIUU星形接法：星形接法：3 plplIIUU三角形接法：三角形接法：cos3llIU

25、P 三相电路的功率（三相电路的功率（2）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院在三相负载对称的条件下，三相电路在三相负载对称的条件下，三相电路的功率：的功率：llllllIUSIUQIUP3sin3cos3有功功率：有功功率：无功功率：无功功率：视在功率：视在功率：三相电路的小结（三相电路的小结（1）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院三相电源三相电源三相四线制三相四线制AAeCeBeCBN三相电源一般都是对称的，而三相电源一般都是对称的，而且多用三相四线制接法。且

26、多用三相四线制接法。三相电路的小结（三相电路的小结（2）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院三相负载三相负载星形负载星形负载三角形负载三角形负载ACBNZZZACBZZZ三相电路的小结（三相电路的小结（3）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院三相电路计算三相电路计算各相电压、电流单独计算。各相电压、电流单独计算。负载不对称负载不对称 ：负载对称：负载对称：电压对称、电流对称，只需计算一相。电压对称、电流对称，只需计算一相。求电表读数时，可只算有效值，不算相位。求电

27、表读数时，可只算有效值，不算相位。三相电路的计算要特别注意相位问题。三相电路的计算要特别注意相位问题。负载负载Y Y形接法形接法303PlPlUUII对称负载时：对称负载时：负载负载 形接法形接法lPPlUUII303对称负载时：对称负载时：三相电路的小结（三相电路的小结（4）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院三相功率计算三相功率计算CBAPPPP三相总功率三相总功率：负载对称时：负载对称时：cos3ppIUP cos3llIUP 和接法和接法无关无关例题例题4School of Chemical Engineering 广西

28、民族学院化生学院广西民族学院化生学院设计一个三相电阻炉设计一个三相电阻炉三相电源三相电源,线电压线电压 。电阻丝每根。电阻丝每根220V，2kW。设计一个。设计一个12kW的电阻炉的电阻炉,如何接线如何接线?线电线电流多大流多大?V 380lU第第1方案方案:单相，并联单相，并联ANP=2kW 6=12kW220V缺点：造成电网缺点：造成电网负载不平衡负载不平衡第第2方案：三相，方案：三相，Y形形ANP=2kW 6=12kWB CA 2.1822202VkWIl例题例题5（1）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院三相负载，三相负

29、载，Y形接法、形接法、接法的计算接法的计算三相对称电源三相对称电源,三角形接法的对称负载三角形接法的对称负载星形接法的对称负载星形接法的对称负载求：各线电流求：各线电流 、V)30314sin(2380tuAB1cos ,10kWP5.0cos ,5YYkWPAiAliAYi（电感性负（电感性负载）载）AiAYiAliABC例题例题5（2）School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院AiAYiAliABCV)30314sin(2380tuABV 02203030220ANUV 30380ABUBNUANUCNUABUBCUCAU例题例题

30、5（3）cos3llIUP cos3AABIUPSchool of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院三角形接法：三角形接法：V 30380ABU已知：已知：01cos ,10kWP电阻负载电阻负载A 2.15138031010cos33ABAUPIAiAYiAliABC例题例题5（4）A 2.15AISchool of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院三角形接法：三角形接法：30ABAABABIIUI落后同相位，与V 30380ABUA 02.15AIA 314sin22.15tiAAiAYiA

31、liABC例题例题5（5）cos3llIUP YAYABYIUPcos3School of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院星形接法：星形接法：60,5.0cos ,5YYYkWPV 30380ABU已知：已知：（电感性负（电感性负载）载）A 2.155.03803105cos33YABYAYUPI例题例题5（6）A 2.15AYISchool of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院星形接法：星形接法：60Y电感性负载电感性负载60ANAYUI落后V 0220ANUA 602.15AYIA)60314sin(22.15tiAYAiAYiAliABC例题例题5（7）A 02.15AISchool of Chemical Engineering 广西民族学院化生学院广西民族学院化生学院A 602.15AYIA)30314sin(23.26A303.26 602.1502.15tiIIIAlAYAAlAiAYiAliABC