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电子教案-电路与电工技术(第3版_陆国和)ppt29092-第五章 三相交流电路
触电 ① 单相触电 ② 两相触电 ③ 跨步电压触电 ④ 接触电压触电
单相触电
两相触电
跨步电压触电
安全措施
凡是电气设备或设施的任何部分(不论带电与不带电), 人为地或自然地与具有零电位的大地相接通的方式, 便称为电气接地,简称接地。
① 工作接地
② 安全接地
③ 保护接零
工作接地
由于运行和安全需要,为保证电网在正常情况或 事故情况下都能可靠的工作而将电气回路中性点 与大地相连,称为工作接地。
三相电路总的有功功率
P PU PV PW
UUIU cosU UVIV cosV UWIW cosW
各相相电压 的有效值
各相相电流 的有效值
各相负载的 功率因数
三相电路总无功功率Q Q QU QV QW
UUIU sinU UVIV sinV UWIW sinW
三相电路中总的视在功率S
U&U U&V
U&UV 3UU 同理
U&VW 3UV
U&WU 3UW 得
UL 3UP
U&U U&V
星型联结时,在相位上, 线电压超前相应的相电 压30°,在数值上线电压 是相电压的 倍 3
5.2 三相电路电压与电流的关系 概述
三相负载是由三个单相负载组合起来的。
根据构成三相负载的负载性质与大小不同, 将负载分成三相对称负载和三相不对称负载。
5.3 三相电力系统
电能由发电厂产生,通过输电线作远距离或近距 离的输送,最后分配给各个工厂企业及其他用户, 这样就构成了发电、输电和配电的完整系统,这个 系统称为电力系统。
电力系统导线的选择
允许载流量(安全载流量)是指不超过最高工作 温度的条件下,允许长期通过的最大电流。
安全用电
人身安全
电击是指因电流通过人体而使内部器官受伤的现象。 电伤主要是指人体外部遭受电弧等造成烧伤的现象。
N′
w
v
V′
w
v
V′
W′
三ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ四线制
W′
三相三线制
三相四线 制供电
U 火线(相线) V
W
中线(零线)N
三相三线制供电中 没有中线
目前,我国供电系统线电压 380V,相电压220V。
三相电压
电动 势
U
eW –N
+
eU
–
+
w
相电
压
+
+
–
uU
–
uUV
e–V
––
uV
uWU
+
v+
–
uW
+
u+–VW
+
U′
N′
线电 V ′压
–
IW
N' IV
w′
ZW ZV
IW
v′
三相负载的星形联结电路 线电流
相电流:通过每相负载的电流 线电流:每根相线上通过的电流
根据三相负载的星形联结电路图知:忽略输电线上 的阻抗,三相负载的线电压就是电源的线电压;三 相负载的相电压就是电源的相电压。线电流就是相 电流。
因此: ① 相电压与线电压的关系
三相制就是以三个大小和频率相同,而相位彼 此相差120°的三相正弦电源供电体系。
说明:三相电路也可看作按一定规律组成的复 杂交流电路,故前面讨论的交流电路的一般规 律和计算方法,在此仍然适用。
5.1.1 三相电源的产生
交流电动势的产生
在两磁极中间,放一个线圈
N
让线圈以 的速度顺时
e
针旋转。
U1
三相负载不对称时,三个相电流不对称
I&N 0
中线不能取消,否则会影响电路的正常工作。
说明:高压输电系统采用三相三线制供电 (如三相电动机);低压配电系统中采用 三相四线制供电(如三相照明电路)。
三相负载星形联结时电流向量图
I•W
I•W
120°
120°
•
IU
120° •
120°
IN
•
IU
120°
120°
,即
PΔ 3PY
5.3.2 三相功率的测量
在工程上,除用三相功率表测量三相功率外,还 可用单相功率表示测量三相功率,其测量方法有 三表法、一表法和二表法三种。
三表法:用于测量三相四线制不对称负载的功率。
一表法:用来测量三相对称负载电路中,三相负 载是对称的负载的功率
二表法:用来测量三相三线制对称或不对称负载的 功率。
因此:负载的相电压=电源的线电压
U&P U&L
三角形联结电路中的电压电流关系
相电流与线电流的关系
IU IUV IWU
IV IVW IUV
IW IWU IVW
相电压和相电流的关系
I&UV U&UV ZUV
I&VW U&VW ZVW
I&WU U&WU ZWU
三角形联结电路中的电压电流关系
R 12,X L 16 ,接在线电压为 Ul 380V的三相电源上。
① 负载作星形联结时,计算 Ip、Il及P ;
② 负载改成三角形联结,再计算上述各量; ③ 并比较两种接法的计算结果。
解 :每相负载的阻抗模为
Z
R2
X
2 L
122 162 20
负载的功率因数为
① 负载作星形联结时
∵
Up
Ul 3
•
IV
•
IV
I&N 0
I&N 0
例5.2.1 如图所示的电路中,有一星形联结的三相 对称负载,已知每相电阻 R ,6电感 L 25.5mH 现把它接入线电压 Ul 380V,f的三50H相z线路中,求通 过每相负载的电流和线路上的电流。
解:因为三相负载对称, 则每相电压为
Up
Ul 3
380 3
IU U
+
U1′(W2′)
N
w
UUV
–
v
IW U
IVW1′(V2′)
IW
ZWU
IUV
ZVW ZUV IVW
V1′(U2′)
三相负载的三角形联结电路
U +
N
UUV
–
wv
IU
IW U
IVW1′(V2′)
IW
U1′(W2′)
ZWU
IUV
ZVW ZUV IVW
V1′(U2′)
三相负载的三角形联结电路
由图知:每相负载的两端跨接在两根电源的相线之间
S P2 Q2
注意:
S SU SV SW
三相对称电路的功率
和接
法
有功功率: P 3Pp 3Up Ip cos 无关
总有功功率
每相负载的 有功功率
负载的阻抗角
P 3ULIL cos
无功功率:Q 3UpIp sin 3UlIl sin
视在功率: S 3UpIp 3UlIl
例5.3.1 有一个三相对称感性负载,其中每相的
三相电源的星形联结
将三相交流发电机绕组的三个末端U2、V2、W2联在 一起,从始端U1、V1、W1引出作输出端,这种联接 方法称为三相电源的星形联结(也称Y形联结)
中性点 U 或零点
N
U ′ 相线(火线) N ′ 中线(零线)
w
v
V ′ 相线(火线)
三相四线制
W ′ 相线(火线)
U
U′
U
U′
N′
U2 S
根据右手定则可知,线圈中产生感
应电动势,其方向由U1U2。
合理设计磁极形状,使磁通按正弦规律分布,线 圈两端便可得到单相交流电动势。
eU1U 2 2E sint
三相交流电源的产生
三相交流发电机利用电磁感应原理将机械能 转变为电能,产生三相电源
三相交流发电机主要组成部分:电枢和磁极
电枢:又称定子,是固定的,定子铁心内圆周表 面冲有槽,用以放入三组电枢绕组。
三相电动势的表示式
三角函数式
eU Em sint
eV Em sint 120 eW Em sint 240
Em sin( t 120)
相量表示式
EU E0 EV E 120 EW E120 瞬时值之和 EU EV EW 0
相量之和 eU eV eW 0
三相电动势的特征 大小相等,频率相同,相位互差120º。
P 3UlIl cos 3 380330.6W 13.032kW
③ 两种联结方法计算结果比较如下
UΔp 380 UYp 220
3 ,即 UΔp
3UYp
IΔl 33 3 ,即 IYl 11
IΔl 3IYl
IΔp 19 IYp 11
3 ,即 IΔp
3IYp
PΔ 13032 3 PY 4344
三相对称电动势的波形图和相量图
u eU eV eW
Em
0
-Em
120 °
120 °
120 °
波形图
EW
120°
120°
EU
ωt
120°
EV
相量图
三相对称电动势的相序
Em
eU eV eW
0
2
三个电动势 在相位上的 先后次序称 t 为相序
–Em
U→V→W→U为顺相序(也称正序), U→W→V→U为逆相序(也称负序)。
W′
相电压:电 之间源的每电相压绕组两UU端U的V 电UW压一或般相用线U与p表中示性线 线电压: 任意两相绕组始端之间的电压或任意两相
线之间的电压 UUV UVW UUW 一般用UL表示