2016年6月
第3章
现代电力工程上几乎都采用三相四线制。三 相交流供电系统在发电、输电和配电方面都具有 很多优点，因此在生产和生活中得到了极其广泛 的应用。 学习本章要求理解对称三相交流电的概念； 熟悉三相电路中相、线电压电流的关系；掌握对 称三相电路的分析和计算方法；重点理解中线的 作用；了解不对称三相电路的简单分析方法。
关于零线的结论
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， 有的达不到额定电压，都不能正常工作。比如， 照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以绝 对不能采用三相三相制供电，而且必须保证零线 可靠。 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，其上不允许接保险丝也不允许接刀闸。
iN
iC
Z
iA
Z
C B

Z
iB

Y接时： I I
l


p

各相负载中通过的电流分别为：
中线电流：I NI ຫໍສະໝຸດ IA B

C
U U U I ；I ；I Z Z Z
A B A B C A B
C
C
显然
三相电源对称、三相Y接负载也对称的情况下，三 相负载电流也是对称的，此时中线电流为零。
若B、C相对称，各相端电压 为190V，均低于额定值220V而不 能正常工作；若B、C相不对称， 则负载多（电阻小）的一相分压 少而不能正常发光，负载少（电 阻大）的一相分压多则易烧损。
由此可得，中线的 作用是使Y接不对称三 相负载的端电压保持对 称。
*
第11页
三相四线制Y接电路中，中线不允许断开！



-UCN
UBC
第5页
U CA U CN U AN U CN ( U AN )




Ul相量图
相、线电压关系式
线电压与相电压的通用关系表达式：
U
l
3U 30
p


在日常生活与工农业生产中，多数用户的 电压等级为:
U l 380V 、 U P 220V
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例：电源线电压为380V，三相对称负载Y接，Z=3+j4Ω,求：
各相负载中的电流及中线电流。 根据对称关系可得： U l 380 解：
Up
A
3

3
220V
I 44 173.1A
B

设
U 2200V
I


C
4466.9A
A B C
U 220 120V
若三相不对 称，能否去 掉中线？
一组
... N
二组 三组
Ul
380 V UP 220
B
C 当有中线时，每组灯的数量可以相等也可以不等， 但每盏灯上都可得到额定的工作电压220V。
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分析 如果三相照明电路的中线因故断开，当发生一相灯负
载全部断开时或一相发生短路，电路会出现什么情况？
如果中线断开，设A相灯负 载又全部断开，此时B、C两相构 成串联，其端电压为电源线电压 380V。 如果中线断开，设又发生A相 短路，此时B、C相都会与短 接线构成通路，两相端电压 均为线电压380V，因此B、C 相由于超过额定值而烧损。
A
uC
三个线电压也是对称的， 且超前与其相对应的相电 压30° 电角。 UC
A
Z X Y
uB
eC
uA
uAB
uCA
u BC

N
B
C
-UA
N
UBN
UAB
U AB U AN U BN U AN ( U BN ) U BC U BN U CN U BN ( U CN )
P P
U U


BN
U 120 U 120
P

CN
UP相量图
三个相电压是对称的
30 30 30
注意规定的正方向
线电压： 火线对火线间的电压。
U AB 3U AN 30 U l 30 U BC 3U BN 30 U l 90 30 U 150 U 3U CA CN l
第3章
3-1 三相电源 3-2 三相负载的连接 3-3 三相负载的功率
第3章
3-1 三相电源
1. 对称三相正弦电动势
A Y
×
定子
首端： A
B
C

S
N
•
Z
转子
↓ ↓ ↓ 尾端： X Y Z
三绕组在空间 位置互差120o
转子装有磁极并以 的速度旋。三 个线圈中便产生三个单相电动势。
C
×
•
B
u A 2U P sint u B 2U P sin( t 120) u C 2U P sin( t 120)
B

I I I I 0
N
U 220120V
C

Z 3 j 4 553.1
U 2200 I Z 553.1 44 53.1A
A A

由此例可得，对称 三相电路的计算可归结 为一相电路计算，其它 两相根据对称关系可直 接写出。
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问题及讨论
三相四线制供电方式
三相电源Y接时可向负载提供两种电压
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相电压UP 线电压Ul
相电压：火线对零线间的电压。
A
uA
u AN u A u BN u B uCN uC
UCN
uC
Z X Y
uB
eC
uAN
N
uCN uBN

B C
120°
120° 120° UBN
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U
UA
N

AN
U 0
U l 220V 、 U P 127V
三相电源绕组还可以连接成三角形，但电 源绕组三角接时只能向负载提供一种电压： 电源线电压Ul=绕组的感应电压UP。
第6页
3-2 三相负载的连接
一、负载的Y形连接:
Y接负载的端电压等于电源相电压；
线电流
A
中线电流
相电流
负载中通过的电流称为相电流IP； N 中线上通过的电流称为中线电流IN； 火线上通过的电流称为线电流Il；
N A
负载对称时
B C
(Z A Z B ZC Z )
中线是否可以 去掉？
I I I I 0
称为三相三线制。
答： Y形连接三相完全对称时，零线可以取消。
eC
uA
A
Z
Z Z
uC
uB
第9页
B
C
应用实例--照明电路
正确接法:每组灯相 互并联,然后分别接 至各相电压上。设 电源电压为： A
X
三相交流发电机示意图
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u
uA
uB
uC
ωt
UC 120° 120° UA 120°
0
T
对称三相交流电波形图
对称三相交流电 的特征
UB
对称三相电压相量图
大小相等，频率相同，相位互差120º 。
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2. 三相电源的星形（Y）连接方式
A （火线）或（相线） Z X Y
uB
eC
uA
uC
N（中线）或（零线） B（火线） C（火线）