三相负载的联接
三相负载也有 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。
三相负载连接原则 (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。
L1 电源 保险丝 L2 L3 N
三相四线制 380/220伏
额定相电压为 额定线电压为 220伏的单相负载 380伏的三相负载
将三相发电机的第二绕组始端 V1 与第一绕组的末端 U2 相 连，第三绕组始端 W1 与第二绕组的末端 V2 相连，第一绕组 始端 U1 与第三绕组的末端 W2 相连，并从三个始端 U1、V1、 W1 引出三根导线分别与负载相连，这种连接方法称为三角形 (形)联结。显然这时线电压等于相电压，即
UL = UP
2. 负载星形联结的三相电路
(1) 联结形式
+
u1
N– ––
u2
+
u3
+
N 电源中性点
i1
Y: 三相三线制
Y0：三相四线制
iN
i1
Z1
N'
结论：
i2
Z3
Z2
负载 Y联
结时，线电
i3
流等于相电
N´负载中性点
流。
相电流：流过每相负载的电流 线电流：流过端线的电流 I1、I2、I3
(2) 负载Y联结三相电i路1 的计算
V2
U1 S
定子
W2
e–1 e–2 –e3
(尾端) U2 V2 W2
+ W1
+
_
转子
N+
+
V1
U2
图5.1.2 三相绕组示意图
_
+
e
e
+
_
图5.1.1 三相交流发电机示意图
工作原理：动磁生电
U•1
U2
图5.1.3 每相电枢绕组
铁心（作为导磁路经）
定子
匝数相同
发电机结构
三相绕组 空间排列互差120
转子 : 直流励磁的电磁铁
+
u1
i1
i3
– –
N´
–
i2
+ u3 u2 +
U3 U31, U3 380 V L3
此情况下，L2相和L3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) L1相断路
L1
1) 中性线未断
L2 、 L3相灯仍承受
N
220V电压, 正常工作。
2) 中性线断开
第一相(U 相)电动势： e1 = Emsin t 第二相(V 相)电动势： e2 = Emsin( t 120)
第三相(W 相)电动势：e3 = Emsin( t 120)
显然，有 e1 e2 e3= 0。波形图与矢量图如图 10-1 所示。
图 10-1 对称三相电动势波形图与矢量图
2．相序
线电压
UL 3UP 380 V
(2) 三相电源 形联结：相电压 UP = E = 220 V，线电 压
UL = UP = 220 V
10.2三相负载的连接
1 三相电压 2 负载星形联结的三相电路 3 负载三角形联结的三相电路
1 三相电压
1. 三相电压的产生
(首端) U1 V1 W1 + ++
Y 联结时：
+
u1
N–
iN
i1
Z1
N'
––
u2
+
i2
Z2 Z3
u3
i3
+
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 4)中线电流 IN I1 I2 I3
Ul 3UP
Il IP
I1
U 1 Z1
I2
U 2 Z2
I3
U 3 Z3
负载 Y 联结带中性线时, 可将各相分别看作单相电路计算
图 10-2 三相绕组的星形联结
从三相电源三个相头 U1、V1、W1 引出的三根导线称 为端线或相线，俗称火线，任意两个火线之间的电压称为 线电压。Y 形联结的公共连接点 N 称为中性点，从中点引 出的导线称为中性线或零线。由三根相线和一根中性线组 成的输电方式称为三相四线制(通常在低压配电中采用)。
解: (1) A相短路 1) 中性线未断
L1
此时 L1 相短路电流 很大, 将L1相熔断丝熔
N
断, 而 L2 相和 L3 相未
受影响，其相电压仍为 L2
220V, 正常工作。
L3
R1
R3
N R2
2) L1相短路, 中性线断开时,
此时负载中性点N´ L1
即为L1, 因此负载各
相电压为
N
U1 0 , U1 0 U2 U12 , U2 380 V L2
（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。
3 负载三角形联结的三相电路
1. 联结形式 L1
i1
+–
u12
– u31
L2+
i2
Z31 i i31 12 Z12 i23
Z23
u23
这种没有中性线，只有三根相线的输电方式称为三相三线 制。
特别需要注意的是，在工业用电系统中如果只引出三 根导线(三相三线制)，那么就都是火线(没有中性线)，这 时所说的三相电压大小均指线电压 UL ；而民用电源则需要 引出中性线，所说的电压大小均指相电压 UP 。
【例10-1】已知发电机三相绕组产生的电动势大小均为 E = 220 V，试求：(1) 三相电源为 Y形 联结时的相电压 UP 与 线电压 UL；(2) 三相电源为 形联结时的相电压 UP 与线电压 UL 。 解：(1) 三相电源 Y 形联结：相电压 UP = E = 220 V，
中性线电流 IN I1 I2 I3 0
(2) 三相负载不对称（R1=5 、R2=10 、R3=20 ）
分别计算各线电流
中性线III电123 流 UURURR112233
220 5
220
220
0 A
120 10 120 20
44 0A A 22 A 11
120 120
A A
IN I1 I2 I3 44 0A 22 120 A 11 120 A
29 19 A
例2：照明系统故障分析
在上例中，试分析下列情况
(1) L1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) L1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。
相位互差120°
对称三相电动势的瞬时值之和为 0
即 ：u1 u2 u3 0
或 U1 U 2 U 3 0
三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。
供电系统三相交流电的相序为 L1 L2 L3
(1)2.联三接相方电式源的星形联结
U1
+
+ – L1 端线(相线、火线)
相W电1 压N：中端性线点与中V1性u+u––21线u+–间3 （uu––+122发3 电u+3机1 L每NL2中3相性在 性 所绕线低 点 以组(压 通 也）零系 常 称的线统 接 地电、,地 线压地中， 。线)
u2 Um sin( t 120 ) u3 Um sin( t 120 )
U1 U 0 U
UU32
U U
120 120
波形图
u
u1 u2 u3
相量图
.
U3
120° 240° 360°
O
2
120° .
120°
U1
t
120°
.
U2
三个正弦交流电动势满足以下特征
最大值相等
频率相同
称为对称三相电动势
U U
2 3
UU 31
由相量图可得
U 12 3U 1 30
同理
U 23 U 31
3U2 30 3U 3 30
结论：电源Y形联结时, 线电压Ul 3UP, 且超 前相应的相电压 30 , 三相线电压也是对称的 。
3. 三相电源的三角形联结
+
–
L1
u12
–
u31
uU+2B3C
–
+
L2 L3
结 论 ： 电 源 Δ 形 联结时 线电压Ul 相电压Up
2 负载星形联结的三相电路
1. 三相负载
分类 三相负载：需三相电源同时供电
负载
三相电动机等
单相负载：只需一相电源供电
照明负载、家用电器
对称三相负载：Z1=Z2= Z3
三相负载
如三相电动机
不对称三相负载： 不满足 Z1 =Z2 = Z3 如由单相负载组成的三相负载
三相电动势达到最大值(振幅)的先后次序称为相序。e1 比 e2 超前 120 ，e2 比e3 超前 120 ，而 e3 又比 e1 超前120 ， 称这种相序称为正相序或顺相序；反之，如果e1比 e3 超前 120 ，e3 比 e2 超前 120 ， e2 比 e1 超前 120，称这种相序 为负相序或逆相序。
第十章 三相正弦交流电路
10.1 三相交流电源 10.2 三相负载的连接 10.3 三相电路的功率 10.4 安全用电
10.1 三相交流电源
一、三相交流电动势的产生 二、三相电源的连接
一、三相交流电动势的产生
1．对称三相电动势