中线中没有电流，即
I I I 0 I N A B C
三相功率： P 3Pp 3U p I p cos z 3Ul Il cos z
Q 3U l I l sin z
S P 2 Q2 3U l I l
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4.2.2 负载三角形联接
相 电 流
30° 30°
U B U A
30°
U BC
－
U C
可见，三个线电压幅值相同，频率相同， 相位相差120。
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三角形连接：将三 相绕组的首、末端 依次相连，从3个点 引出3条火线。
U C
+
A + U
A
－ +
U B －
－ B C
Ul U p
注：此种接法如一 相接反，将造成严 重后果。
U BC
U CA
U AB
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4.2 三相电路中负载的联接
4.2.1 负载星形联接
相电流：负载中的电流。 线电流：火线中的电流。
+ C A +
U C －
U A
U B
I A
Z Z Z
Il 43;
BI C
在三相电路中，每相负载中的电流应该一相一相地计算。在 忽略导线阻抗的情况下，各相负载承受的电压就是电源对称 的相电压，因此各相电流为：
电工基础
机电科 电子教研 组 王宇浩
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第4章 三相正弦电路分析 学习要点



三相电源及三相负载的正确联接 对称三相交流电路电压、电流和功率计算 三相四线制电路中中线的作用 安全用电的常识和重要性 接零、接地保护的作用和使用条件 静电保护和电气防火、防爆的常识
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第4章 三相正弦电路分析
U C －
+
U A
A
－ －
U B
N + B C
+
－U A
U U U AB A B U U U BC B C U U U
CA C
U CA
U C
U AB －U B
30° 30°
U B U A
30°
U BC
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U U U A ,I B ,I C I A B C Za Zb Zc
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如果三相负载是对称的，即 Z a Z b Z c Z | Z | z 则：
I A I B I C
U p 0 U p U A z Z Z z Z U p 120 U p U B (120 z ) Z Z z Z U p 120 U p U C (120 z ) Z Z z Z
A p
A
p
u B 2U p sin(t 120) uC 2U p sin(t 120)
U 120 U B p U 120 U C p
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u
uA
uB
uC
ωt
U C
120° 120°
U B
U A
O (a) 波形图
120° (b) 相量图

4.1 三相正弦交流电源

4.2 三相电路中负载的联接
4.3 安全用电

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4.1 三相正弦交流电源
由3个频率相同、振幅相同、相位互差120°的正弦电压源所构 成的电源称为三相电源。由三相电源供电的电路称为三相电路。
4.1.1 三相交流电的产生
三相电源由三相交流发电机产生的。在三相交流发电机中有3 个相同的绕组。3个绕阻的首端分别用A、B、C表示，末端 分别用X、Y、Z表示。这3个绕组分别称为A相、B相、C相， 所产生的三相电压分别为： U 0 U u 2U sin t
解：（1）负载星形连接时，相电压的有效值为： Ul Up 100 V 3 1000 V。线电流等于相电流，为： 设U
A
U A 1000 10 60 A I A Z 1060 U 100 120 B IB 10 180 A Z 1060 U 100120 C IC 1060 A Z 1060 三相总功率为： P 3U l I l cos z 3 100 3 10 cos 60 1500 W
对称三相电源：三个电压 同幅值 同频率相位互差120
任一瞬间对称三相电源3个电压瞬时值之和或相量之和为零。
u A u B uC 0
U U 0 U A B C
三个电压达最大值的先后次序叫相序，图示相序为ABC。
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4.1.2 三相电源的联接
星形连接：3个末端连接在 一起引出中线，由3个首端 引出3条火线。 每个电源的电压称为相电压 火线间电压称为线电压。
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线电流为：
3I 30 30 90 I A AB 3I 30 30 210 30150 I B BC 3I 30 3030 I
C CA
三相总功率为： P 3U l I l cos z 3 100 3 30 cos 60 4500 W 由此可知，负载由星形连接改为三角形连接后，相电流增加到原 来的 3 倍，线电流增加到原来的 3 倍，功率增加也到原来的 3 倍。
A
I A I CA
Z
I B I AB
Z Z
I BC
B C
I C
线 电 流
I I 3I 30 I A AB CA AB I I 3I 30 I B BC AB BC I I 3I 30 I C CA BC CA
2、间接触电及其防护
间接触电主要有跨步电压触电和接触电压触电。虽然危险 程度不如直接触电的情况，但也应尽量避免。防护的方法 是将设备正常时不带电的外露可导电部分接地，并装设接 地保护等。
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4.3.2 接地与接零
电气设备的保护接地和保护接零是为了防止人体接触绝缘损 坏的电气设备所引起的触电事故而采取的有效措施。
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4.3 安全用电
4.3.1 触电方式及其防护
安全电压：36V和12V两种。一般情 况下可采用36V的安全电压，在非 常潮湿的场所或容易大面积触电的 场所，如坑道内、锅炉内作业，应 采用12V的安全电压。
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1、直接触电及其防护
直接触电又可分为单相触电和两相触电。两相触电非常危 险，单相触电在电源中性点接地的情况下也是很危险的。 其防护方法主要是对带电导体加绝缘、变电所的带电设备 加隔离栅栏或防护罩等设施。
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2．电气防火防爆 电气防火防爆措施： 严格遵守电气设备的铭牌值、操作规程、勤于观察和检 测设备的运行情况、温升情况，以及设备的定期维修等 ，都可防止事故的发生。 在易发生火灾危险的场所，应按国家有关技术规范选用 封闭型、防尘型、防滴型或防爆型等电器设备。另外， 可安装预防报警装置等监测设备，防止灾害的发生。 一旦发生火灾，要积极组织扑救。根据不同的情况，采 用相应的灭火方法。电气设备在切断电源后的灭火方法 与扑救一般的火灾相同。在无法切断电源或者不能确定 是否已切断电源的情况下，应采用带电灭火的方法，应 用不导电的灭火剂带电灭火。
U p 0 U p U AB I AB z Z Z z Z U p 120 U p U BC I BC (120 z ) Z Z z Z U p 120 U p U CA I CA (120 z ) Z Z z Z
I BC
I C
I CA 30° I AB
I l 3I p
I B
30° 30° I
BC
I AB
I A
I CA
P 3Pp 3U p I p cos z 3Ul Il cos z
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例： 对称三相三线制的线电压U l 100 3 V ， 每相负载阻抗为Z 1060 Ω ，求负载为星形及三 角形两种情况下的电流和三相功率。
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（2）当负载为三角形连接时，相电压等于线电压，
设U AB 100 3 0 V 。相电流为： U 100 30 I AB AB 10 3 60 A Z 1060 U 100 3 120 I BC BC 10 3 180 A Z 1060 U 100 3120 I CA CA 10 360 A Z 1060
1．保护接地
电气设备的金属外壳或构架与土壤之间作良好的电气连接称 为接地。可分为工作接地和保护接地两种。 工作接地是为了保证电器设备在正常及事故情况下可靠工作 而进行的接地，如三相四线制电源中性点的接地。 保护接地是为了防止电器设备正常运行时，不带电的金属外 壳或框架因漏电使人体接触时发生触电事故而进行的接地。 适用于中性点不接地的低压电网。
A
－
U C
由相量图可得：
Ul 3U p
3U 30 3U 30V U AB A p 3U 30 3U 90V U BC B p 3U 30 3U 150V U CA C p
－U A U CA U C U AB －U B
2．保护接零
在中性点接地的电网中，由于单相对地电流较大，保护接地 就不能完全避免人体触电的危险，而要采用保护接零。将电 气设备的金属外壳或构架与电网的零线相连接的保护方式叫 保护接零。
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4.3.3 静电防护与电气防火防爆
1．静电的危害及其防护 静电防护措施： （ 1）利用控制工艺过程和控制工艺过程中所用材料的 选择，使之不产生静电或少产生静电； （ 2）采取接地、增湿、加入抗静电添加剂等措施，加 速静电的泄漏； （ 3）利用感应中和器、高压中和器、放射线中和器等 装置，加速静电的中和； （ 4）改善生产环境，利用封闭的方法限制危害的产生 ，减小易燃易爆物散发的浓度。