电工技能培训-15三相电路

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1、下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 同学们好！同学们好！ 贵州贵州 黄果树瀑布黄果树瀑布 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 第第5章章 三相交流电路及安全用电三相交流电路及安全用电 5.1 三相电压三相电压 5.2 三相电路的分析和计算三相电路的分析和计算 5.3 三相电路的功率计算与测量三相电路的功率计算与测量 5.4 安全用电常识安全用电常识 (第十七讲) 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 电源星形（电源星形（Y）联结）联结: 线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系 BAAB UUU CBBC

2、UUU ACCA UUU 根据根据KVL定律定律 由相量图可得由相量图可得 相量图相量图 30 B U AB U A U C U B U A X Y Z N B C eA + eC + eB + C U + + B U + A U AB U + + BC U + CA U 303 AAB UU 303 P U 30 L U 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 负载对称时负载对称时,中性线无电流中性线无电流, 可省掉中性线。可省掉中性线。 对称负载对称负载Y 联结三相电路的计算联结三相电路的计算 0 CBAN IIII 中线电流中线电流 CBA ZZZ 因为三相电压

3、对称，且因为三相电压对称，且 所以负载对称时，所以负载对称时，三相电流也对称。三相电流也对称。 P 3 L UU 负载对称无中性线时负载对称无中性线时 负载负载对称时对称时， 只需计算一相电只需计算一相电 流，其它两相电流，其它两相电 流可根据对称性流可根据对称性 直接写出。直接写出。 A I B I C I N I + ZB ZC ZA N N A U B U C U + + A15010 A9010 A3010 C B A I I I 可知：可知： 如：如： 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 中性线电流中性线电流 0 CBAN IIII 解：解： 已知：已知

4、： V30380 AB U N + + + B I C I A I N I A U B U C U N RA RB RC A C B V0220 A U A044A 5 0220 A A A R U I (1) 线电流线电流 三相对称三相对称 A12044 B I A12044 C I 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 (2) 三相负载不对称三相负载不对称（RA=5 、RB=10 、RC=20 ） 分别计算分别计算各线电流各线电流 中性线电流中性线电流 A12011A 20 120220 C C C R U I A12022A 10 120220 B B B R

5、 U I A1929 A12011A12022A044 CBAN IIII A044A 5 0220 A A A R U I 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 结论结论 （1）不对称负载）不对称负载Y联结又未接中性线时，负载相电联结又未接中性线时，负载相电 压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。 （2） 中线的作用：保证星形联结三相不对称负载的中线的作用：保证星形联结三相不对称负载的 相电压对称。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）照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供 电方式

6、，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀 闸开关。闸开关。 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 1. 联结形式联结形式 5.2三相电路的分析和计算三相电路的分析和计算 线电流线电流: 流过端线的电流流过端线的电流 CBA III 、 相电流相电流: 流过每相负载的电流流过每相负载的电流 、 、 AB I BC I CA I ZAB ZBC ZCA A C B + + + CA U AB U BC U BC I AB I CA I A I B I C I 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页

7、线电流不等于相电流线电流不等于相电流 (2) 相电流相电流 AB AB AB Z U I BC BC BC Z U I CA A CA Z U I C (1) 负载相电压负载相电压=电源线电压电源线电压 即即: UP = UL 一般电源线电压对称，一般电源线电压对称， 因此不论负载是否对称，因此不论负载是否对称， 负载相电压始终对称负载相电压始终对称, 即即 2. 分析计算分析计算 ZAB ZBC ZCA A C B + + + CA U AB U BC U BC I AB I CA I A I B I C I 相电流：相电流： CABCAB III 、 线电流：线电流： CBA III 、

8、UAB=UBC=UCA=Ul=UP 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 相量图相量图 I BC I AB I CA U BC U AB U CA 负载对称时负载对称时, 相电流对称相电流对称，即，即 A I CA I I B I C (3) 线电流线电流 。3030且落后相应的相电流且落后相应的相电流 (相电流),(相电流),3 3线电流线电流 联接时联接时对称负载对称负载 : :结论结论 P IIl 由相量图可求得由相量图可求得 CAABA III ABBCB III BCCAC III Z U IIII P PCABCAB R X arctan CABCAB

9、为此线电流也对称，即为此线电流也对称，即 。 l IIII CBA PP 330cos2IIIl 线电流比相应的相电流线电流比相应的相电流 滞后滞后30 。 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 三相负载的联接原则三相负载的联接原则 负载的额定电压负载的额定电压 = 电源的线电压电源的线电压 应作应作 联结联结 负载的额定电压负载的额定电压 = 电源线电压电源线电压 3 1 应作应作 Y 联结联结 应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与 电源的联接方式无关。电源的联接方式无关。 三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联

10、结成三三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三 角形，而照明负载一般都联结成星形（具有中性线）。角形，而照明负载一般都联结成星形（具有中性线）。 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 5.3三相电路的功率计算与测量三相电路的功率计算与测量 无论负载为无论负载为 Y 或或联结，每相有功功率都应为联结，每相有功功率都应为 Pp= Up Ip cos p ll IIUU 3 1 , pp 对称负载对称负载 联结时：联结时： PPPP cos3cos3 ll IUIUP 同理同理 pppp sin3 sin3 ll IUIUQ ll IIUU pp , 3 1 对称负载

11、对称负载Y联结时：联结时： 相电压与相相电压与相 电流的相位差电流的相位差 当负载对称时：当负载对称时：P = 3Up Ipcos p LLPP 22 3 3 IUIUQPS 所以所以 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 正误判断正误判断 对称负载对称负载 Y联结联结 Z U I l l BA AB A ZZ U I BA AB A ZZ U I Z U I l P P 3IIl P UU l P 3UUl Z U I P P A I B I C I N I a I + ZB ZC ZA N N A U B U C U + + 下一页下一页 总目录总目录 章目录章

12、目录 返回返回 上一页上一页 对称负载对称负载 Y联结联结 A AB 3 Z U I A Wcos23 20 220 3803 P Wcos53 20 220 3803 P Wcos53 20 220 2203 P 正误判断正误判断 A AB A 3 30 Z U I A AB A 3 30 Z U I 5320 V30380 AB Z U 三相负载对称三相负载对称 已知：已知： 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 有一三相电动机有一三相电动机, 每相的等效电阻每相的等效电阻R = 29 , 等效等效 感抗感抗XL=21.8 , 试求下列两种情况下电动机的相电流、

13、试求下列两种情况下电动机的相电流、 线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果：线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果： (1) 绕组联成星形接于绕组联成星形接于UL =380 V的三相电源上的三相电源上; (2) 绕组联成三角形接于绕组联成三角形接于UL=220 V的三相电源上。的三相电源上。 例例1: 解解: (1) A1 . 6A 8 .2129 220 22 P P Z U I W 8 .2129 29 1 . 63803cos3 22 LL IUP Wk2 . 38 . 01 . 63803 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 Wk2 . 3W8

14、 . 05 .102203cos3 LL IUP A1 . 6A 8 .2129 220 22 P P Z U I(2) A5 .103 PL II 比较比较(1), (2)的结果的结果: 有的电动机有两种额定电压有的电动机有两种额定电压, 如如220/380 V。 当电源电压为当电源电压为380 V时时, 电动机的绕组应联结成星形；电动机的绕组应联结成星形； 当电源电压为当电源电压为220 V时时, 电动机的绕组应联结成三角形。电动机的绕组应联结成三角形。 在三角形和星形两种联结法中在三角形和星形两种联结法中, 相电压、相电流相电压、相电流 以及功率都未改变以及功率都未改变，仅，仅三角形联结

15、情况下的线电流三角形联结情况下的线电流 比星形联结情况下的线电流增大比星形联结情况下的线电流增大 倍倍。 3 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 例例2: (1)各电阻负载的相电流各电阻负载的相电流 由于三相负载对称，所以只需计算一相，其它由于三相负载对称，所以只需计算一相，其它 两相可依据对称性写出。两相可依据对称性写出。 A B C Z Y R 线电压线电压Ul为为380 V的三相电源上，接有两组对称的三相电源上，接有两组对称 三相电源：一组是三角形联结的电感性负载，每相三相电源：一组是三角形联结的电感性负载，每相 阻抗阻抗 ; 另一组是星形联结的电阻性另一组

16、是星形联结的电阻性 负载，每相电阻负载，每相电阻R =10 , 如图所示。试求：如图所示。试求： (1)各组负载的相电流；各组负载的相电流； (2) 电路线电流；电路线电流； (3) 三相有功功率。三相有功功率。 373 .36Z 设设 解：解： V0380 AB U V30220 A U 则则 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 负载星形联接时，其线电流为负载星形联接时，其线电流为 负载三角形联解时，其相电流为负载三角形联解时，其相电流为 (2) 电路线电流电路线电流 一相电压与电流的相量图如图所示一相电压与电流的相量图如图所示 A37-47.10A 3736.

17、3 0380 AB AB Z U I A03-22 Y A YA R U I A6713.1803-37347.10 A I A7 .4638 30226713.18 YAAA III 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 A U AB U AY I A I A I 一相电压与电流的相量图如图所示一相电压与电流的相量图如图所示 Wk4 . 2 144809546 W223803W8 . 013.183803 cos3cos3 YLLLL Y IUIU PPP (3) 三相电路的有功功率三相电路的有功功率 -30o -67o -46.7o 下一页下一页 总目录总目录

18、章目录章目录 返回返回 上一页上一页 三相对称负载作三角形联结，三相对称负载作三角形联结，UL =220V，当，当S1、 S2 均闭合时，各电流表读数均为均闭合时，各电流表读数均为17.3A，三相功率，三相功率 P = 4.5 kW，试求，试求: 1) 每相负载的电阻和感抗；每相负载的电阻和感抗； 2) S1合、合、S2断开时断开时, 各电流表读数和有功功率各电流表读数和有功功率P； 3) S 1断、断、S 2闭合时闭合时, 各电流表读数和有功功率各电流表读数和有功功率P。 例例3： ZCA A A A S1 S2 ZAB ZBC C A B 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回

19、 上一页上一页 或：或：P =I 2R P =UIcos tan =XL / R 22 3/32.17 220 P P I U Z LL 3 cos IU P 68. 0 1568. 022cos ZR 1 .16733. 022sin ZX L 解：解： (1) 由已知条件可求得由已知条件可求得 ZCA A A A S1 S2 ZAB ZBC C A B 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 2) S1闭合、闭合、S2断开时断开时 IA=IC =10A IB =17.32 A 流过电流表流过电流表 A、C 的的 电流变为相电流电流变为相电流 IP，流，流 过电流表

20、过电流表B 的电流仍为的电流仍为 线电流线电流IL 。 因为开关因为开关s s均闭合时均闭合时 每相有功功率每相有功功率 P =1.5 kW 当当 S1合、合、S2断时，断时，ZAB、ZBC 的相电压和相电流不的相电压和相电流不 变，则变，则PAB、PBC不变。不变。 P = PAB+PBC = 3 kW S1 A A A S2 ZAB ZCA ZBC C A B 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 IB = 0A 3) S1断开、断开、 S2闭合时闭合时 变为单相电路变为单相电路 ZAB ZBC ZCA A C I1 I2 I1 仍为相电流仍为相电流 IP ，

21、I2 变为变为 1/2 IP 。 IA=IC =10 A+ 5 A= 15A I2 变为变为 1/2 IP，所以所以 AB、 BC 相的功率变为原来的相的功率变为原来的1/4 。 P = 1/4 PAB+ 1/4 PBC +PCA = 0.375 W+ 0.375 W+ 1.5 W = 2.25 kW A A A S1 S2 ZAB ZBC ZCA A B C 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装4040瓦瓦 日日 光灯光灯210盏盏(cos(cos 1 1= =0.5) )，60瓦白炽灯瓦白

22、炽灯90盏盏(c(cosos 2 2=1), =1), 它它 们的额定电压都是们的额定电压都是220V，由，由380V/ /220V的电网供电。的电网供电。 试分配其负载并指出应如何接入电网。这种情况下试分配其负载并指出应如何接入电网。这种情况下, ,线线 路电流为多少？路电流为多少？ 例例4 4： 解解: (1) 该照明系统与电网连接图该照明系统与电网连接图 A I N A B C 30盏盏 A1 I A2 I P U + 70盏盏 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 解解: (1) 该照明系统与电网连接图该照明系统与电网连接图 A I N A B C 30盏盏

23、 A1 I A2 I P U + 70盏盏 A60 5 . 0220 40 70 A2 I A6046.25 A5 .464 .30 A2A1A III A0 1220 60 30 A1 I A01818. 8 V (2) 计算线电流计算线电流 U . 设设 =220 0 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 例例5： 某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼 所有电灯都突然暗下来，而第一层楼电灯亮度不变，所有电灯都突然暗下来，而第一层楼电灯亮度不变， 试问这是什么原因？这楼的电灯是如何联接的？同试问这是什么原因？这楼的电灯是如何

24、联接的？同 时发现，第三层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些，时发现，第三层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些， 这又是什么原因这又是什么原因？ 解解: (1) 本系统供电线路图本系统供电线路图 P 三三层层 二层二层 A B C N C U + 一层一层 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 (2) 当当P处断开时，二、三层楼的灯串联接处断开时，二、三层楼的灯串联接380V 电压，电压， 所所以以亮度变暗，但一层楼的灯仍承受亮度变暗，但一层楼的灯仍承受220V电压亮度不电压亮度不 变。变。 (3) 因为因为三楼灯多于二楼灯即三楼灯多于二楼灯即 R3 R2 , 所以三楼灯比所以三楼灯比 二楼灯暗。二楼灯暗。 解：解：(1)本系统供电线路图本系统供电线路图 A P B C N 三层三层 二层二层 一层一层 C U + 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 本节重点 理解三相负载Y和联结; 掌握对称三相负载Y和联结时相线电压、相线 电流关系; 掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正 确联接方法; 理解中线的作用。 掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。 作业 P154 5-7, 5-8 第十七讲结束