电工基础—三相正弦交流电路.docx

第十章三相正弦交流电路_1.了解:和交流电源的产生和特点.,夕二、2.握三相四规制电源的线电压和相电压的关系，(J3.常榴对称三相负载丫形连接和A连接时，负截线电压和相电压、线电流和相电流的关系.4.掌提时称三相功率的计匏方法得诡1.掌握三相电路线电压与相电压、纹电流与相电流的吃相位关系.3<-2.熟练分析与计算三相电路电压、电流、功率等。蒙当遭京*号内«学H1第一节三相交流电源22第二节三相负载的连接23第：节三相电跖的功率if、'<114第四节安全用电Aj5实验10.1三相负载的星形连接2当IMBiE6实蛉10.2三相负我的三角形连接27本堂小结与习JS18本章总学时10第一节三相交流电源一、三相交流电动势的产生1 .>H三力电动势振幅相等、频率相同，在相位上彼此相差120。的三个电动势称为M京，I电对称三相电动势瞬时他的数学表达式为第一相(U相)电动势：e=Emsin()第二和(V相)电动势：A=EUSin(M-12()。)第:和（W相）电动势：ey=Ensin（+120°）显然，有6+c+g=0,波形图与和双图如图IOJ所示。图I（M对称三相电动势波形图与相信图2 .相序三一电动翳达到最大值（振幅）的先后次序叫做相序.党比6超前1200.C比超前120°,而好又比e超前120。，称这种相序称为d柜/；或仙MJi：反之，如果仃比门超前120°,比0超前120。,e2比台超前1200,称这种相序为负也/或逆相杼相序是个I分币.货的概念，为使电力系统健筋安全可靠地储行,通常统一规定技术标准,一般在配电盘上用标出U相.用绿色标出V相,用红色标出W相.二,三相电源的连接三相电源有星形（亦称丫形）接法和三角形（亦称A形股法两种,1 .三加鼻的量好（Y0海法将三和发电机三相绕组的末端U2、V2、W2（相尾）连接在一点始端UI、VkW1.Uf1.头）分别与负载相连，这种连接方法叫做星形（Y形）连接.如图IO2所示.It1.10-2:相畿祖的星彩接法W10-3相电质与线电员的相置图从三相电源三个相头UI,VkW1.引出的三根导线叫作端线或相我,俗称火线任意两个火线之间的电压叫做线山一Y形公共联结点N叫作中火,从中点引出的导线叫做中线或察线.由三根相域和根中线组成的输电方式叫做用网线岫通用在低围配电中采用）。每一绕组始端与末鳏之WJ的电压（即相线与中线之间的电压）叫做出电抵，它们的瞬时值用川、肛、外来表示,显然这三个相电乐也是对称的.相电压大小（有效值）均为U1.=S=S=S任意两相始端之间的电压（即火战与火蚣之间的电压）叫做,kb它们的瞬时值用W2、“U、“”来表示。丫形接法的相量图如图1.（3所示。显然三个线电压也是对称的.大小（育效值）均为UtI=Uiy=S1.=U1.=SUf线电压比相应的相电压超的30°,如线电压的2比相电压“I超前30%线电压.比相电压“2超前30%线电压H31比相电压第超前30%2 .三加电充的三JI册（册I接法将三机发电机的第二绕组始端V1.与第一绕组的末端U2相连、第三绕组始循WI与第二浇组的末端V2相连、第一境组始端U1.与第三境组的末端W2相连，并从三个始流UkV1.W1.引出三根导线分别与负软相连，这种连接方法叫做三角形（形）连接，显然这时线电压等于相电压.即U1.=Uf1.这种没有中线、只有:根相统的输电方式叫做川线轨特别需要注意的是，在工业用电系统中如果只引出三根小戕（三三舞彳），那么就都是火城（没有中线），这时所说的三相电压大小均指线电压U1.;而民用电源则褥要引出中纵所说的电J卡大小均指相电压5.【例10口已知发电机三相绕组产生的电动势大小均为E=22OV,试求：（1）三相电源为丫形接法时的相电压小与战电压U1.:（2）三相电源为A形接法时的和电压UP与线电欢U1.解：一:相电源丫形接法：和电压UP=E=220V.线电压U1.Q755=380V（2）三相电源A形接法：相电压S=E=22OV,雄电压U1.=UP=220V。第二节三相负载的连接一、负载的星形联结三川负载的星形联结如图10-4所示.图10-4:相俺战的星形联结该接法有三根火线和一根等线,叫做三川四线制电路,在这种电路中三相电源也是必须是丫形接法，所以又叫做Y-Y接；去的三相电路,显然不管负致是否对称（相等），电路中的线电乐U1.都等于负载相电压UYP的3倍.即U1.=&Uyp负毂的相电流Ap等干线电流y1.即1.=p当三相负我时J:时，即各相仪就完全相同，相电流和成电流也一定对称称为丫一丫形对称:相电路）。即各相电流（或各线电流）振幅相等、频率相同、相位彼此相差120。，并且中线电流为零.所以中线可以去掉,即形成三相三线制电路,也就是说对于对称负载来说.不必关心电源的接法,只儒关心负致的接法.【例10-2在负板作丫形联接的对称三相电跖中，已知每相负载均为Z=2Od设线电压U1.=380V,试求：各相电流（也就是线电流）.解：在对称Y形负我中，相电压U、T=鲁220V相电流（即线电流）为/w=.22Os1ia“Z20二'负载的三角形联结负就做形联结时只能形成三和三线制电路,如图10-5所示.K10-5.相负我的用形联拮显然不管负我是否对法（相等）,电路中负教和电压U”都等于线电压（4,即Up=Ui.当三相鱼裁对体时，即各相鱼我完全相同，相电流和线电流也一定时称，负载的相电流为线电流1.等于相电流Av的石倍,即【例10.3】在对称三相电路中,负段作A形联接.已知每相负毂均为Z=50,设线电压U1=380V,试求各招电流和找电流，解：在形负载中相电压等于线电压,即C=U1.,则相电流线电流解：(I)相电流(2)线电通(3啜电压=%=当=76AIZ1.5071.=5p13.2A【例10.41三相发电机是星形接法，负我也是显形接法，发电机的相电压UP=1000V.短相负戒电阻均为=50k,Xt=25k.试求：相电海线电流:(3)线电压.Z=5O2+252三55.9k%=100ojz-559=17.9mAI1.=Ip=17.9mAU1.=jS=732V第三节三相电路的功率三相负我的有功功率等于各加功率之和,即p=pt+p2+p、在对称三相电路中，无论负我是星形联结还是三角形联站，由于各相负我相同、各相电压大小相等、各相电流也相等，所以三相功率为P=3Uv!fCoSe=s,¾711.CO其中为对称负载的阻抗角，也是.负战相电压与相电流之间的相位差.三相电路的视在功率为5=3U4=及IA三和电路的无功功率为Q=HJv!vSinq=gU1.jIsin8三相电路的功率因数为.PA=-=cos【例10-5有一对称三相负载，姆相电阻为fjR=6d电抗,X=8d三相电源的找电压为4=380/V.求：(1)负新做星形联结时的功率P:(2)负载R1.1.S做三角形联结时的功率Ps.斑相阻抗均为Z=好转=IoQ，功率因数2=0.6(I)负或做星形联结时:相电压规电流等于招电流负我的功率Ue=W=22OV6=3=胃=224PY-4义人/、1a-8.7kW(2)负我做三角形联结时：机电Hi等于线电压Uaf=U41.=381)V.稠电流1.=-=38AIZ1.线电流/从=后知=66A鱼栽的功率P=J3U1.I1.COS=26kW为PY的3倍.第四节安全用电一、电流对人体的作用人体因触及高电乐的带电体而承受过大的电流.以致引起死亡或局部受伤的现象你为Wt1.触电对人体的伤害程度,与流过人体电流的频率、大小、通电时间的长短、电流流过人体的途径、以及触电者本人的情况有关，触电事故衣明，领率为50100Hz的电流最危险,通过人体的电流超过50mA(工频)时，就会产生呼吸困难、肌肉痉挛、中枢神经遇受损宙从而使心脏停止跳动以至死亡：电流流过大脑或心脏时.最容易造成死亡事故.触电伤人的主要因素是电流，但电流值又决定于作刖到人体上的电压和人体的电阻值。通常人体的电网为800。至几万欧不等.通常规定%V以下的电压为安余电点对人体安全不构成戚胁.常见的触电方式有单七触电和网和正电.人体同时接触两根相线,形成两相触电,这时人体受380V的战电压作用，最为危险。单相触电是人体在地面上，而触及根指线，电流通过人体流入大地造成触电。此外，某些电气设备由于导电绝缘陂损而漏电时，人体触及外壳也会发生触电事故。二'常用的安全措施为防止发生触电加故，除应注意开关必须安装在火线上以及合理选择导线与熔丝外，还必须采取以下防护措施。(1)正确安装用电设备电气设备要根据说明和要求正确安奘.不可9虎.带电部分必须有防护黑或放到不易接触到的高处，以防触电.(2)电，设备的保护按地把电气设备的金属外壳用好线和埋在地中的接地装河连接起来，叫做/护接H.,适用于中性点不接地的低压系统中。电气设备采用保护接地以后.即使外光因绝缘不好而带电.这时工作人员碰到机先就相当于人体和接地电阻并联,而人体的电阻远比接地电阻大，因此流过人体的电流就很微小,保证了人身安全.电，设冬的保护接等就是在电源中性点接地的；相四线制中，把电气设备的金属外壳与中性战连接起来.这时，如果电气设备的绝缘损坏而碰光，由于中性线的电阻很小，所以短路电流很大，立即使电路中的熔丝烧断，切断电源，从而消除触电危%（4）使用漏电保护装JI温电保护奘置的作用主要是防止曲漏电引起的触电事故和单相触电任故；其次是防止由漏电引起火灾'”故以及监视或切除相接地故障,有的漏电保护装火还能切除三相电动机的断相运行故障，本章小结本章介绍了电路的基本概念，内容包括：一、三相电源振幅相等、翔率相同，在相位上彼此相差120"的一:个电动妗称为对称三相电动处.对称三相电动势瞬时（ft的数学衣达式为第一相（U相）电动势：第二M1.（VMh电动势：第三相（W相）电动势:C=Emsin(fi,Oe2=E,sin(ft>r-!20°)<=EnISin(«"+1200)三相电源中的绕祖有星形（亦称Y形乂至法和三角形（亦称形）接法两种,二、三相负载1 .三相，俄的Y彩接法在三相四线制电路,线电压小是负载相电压UYP的百倍，即力=及W负税的相电流Ap等于线电流/Y1.，即Y1.=YI,当三相负我甘应时，即各相电流（或各税电流）振幅相等、领率相同、相位彼此相差120°.并且中线电流为零。所以中战可以去抖，即形成三相三线制电路。2 .三加，统的A册4*法负就做A形联结时只能形成三相三线制电路.显然不管负载是否对称（相等）.电路中负软和电压Ua都等于规电压见，即Uap=U1.当三相他我对他:时.相电流和线电流也一定对称,负载的相电流为线电流人等于相电流Aw的百倍，即三、三相功率三相负载的有功功率等于各相功率之和,即P=P1.+P?+P在对称三相电路中，无论负载是星形联结还是三角形联结，由于各相负载相同、各相电压大小和等、各相电流也相等，所以:相功率为PHJrIpcos¾711COS0其中伊为对称负教的阻抗角.也是负毂相电压与相电流之间的相位差.四'安全用电1.触电方式人体因触及高电压的带电体而承受过大的电流,以致引起死亡或局部受伤的现象称为1.1.触电对人体的伤害程度，与流过人体电流的颇率、大小、通电时间的长短、电流流过人体的途径、以及触电者本人的情况有关，通常规定6V以下的电压为安仝中常见的触电方式有“无帆J和M和触电.人体同时接触两根相线，形成两相触电,这时人体受380V的线电压作用.最为危险.单相触电是人体在地面上.而触及一根相线,电流通过人体流入大地造成触电.此外,某些电气设备由于导电绝缘破损而漏电时，人体触及外壳也会发生触电下故。2,安全楷施为防止发生触电事故除应注意开关必须安装在火线上以及合理选择导线与熔统外.还必须采取必要的防护措脩.例如正确安装用电i殳备、对电气设备做保护接地、保护接零、使用漏电保护装汽等等。