电工技术（第3版第2章弦交流电2.5三相交流电路.pptx

第2章 正弦交流电路 2.5 三相交流电路 三相电源的连接 三相负载的连接 目 录 CONTENTS 三相电路的功率 2.5三相交流电路 三相电源的连接 三相负载的连接 三相电路的功率 在现代电力系统中，从电能的产生、输送到分配、应用，世界各国几乎全部采用三相正弦交流电路。所谓三相正弦交流电路是指由三个频率相同、振幅相等而相位互差120°的正弦交流电源所组成的三相电路系统。 三相交流电路之所以获得广泛应用，是因为它比单相交流电路具有下列优点： （1）在发电设备上，三相交流发电机比同容量的单相交流发电机节省材料，而且体积小，有利于制造大容量机组。 （2）在电能输送上，三相供电比单相供电节省有色金属约25％，从而降低了成本。 （3）在用户使用上，可以广泛地使用三相异步电动机，而它比单相电动机结构简单、价格低廉、运行可靠、维护方便。 2.5三相交流电路 三相电源的连接 三相负载的连接 三相电路的功率 三相交流电源电压是由三相发电机产生，它们是一组同频、等幅、相位互差120º的对称正弦交流电压，即 对称三相正弦量到达最大值的先后次序叫相序，uU、uV、uW的相序为U-V-W。 三相交流电压波形图 三相交流电压相量图 2.5三相交流电路 三相电源的连接 三相负载的连接 三相电路的功率 1 星形（Y形）联结 （1） 电压和电流之间的关系 三相电源的负端（末端）连接成一点N，N称为中性点，简称中点，俗称零点。三相电源的正端（首端）引出与负载相接，从电源正端引出的三根供电线称为相线或端线，俗称火线，用L1、L2、L3分别表示。从中点N引出的供电线称中性线，俗称零线，用N表示。在应用最多的低压供电系统中，中点通常是接地的，因而中线又俗称地线。 由三根相线和一根中线所组成的输电方式称为三相四线制，如图（a）所示，通常在低压供电系统中采用。仅有三根相线所组成的输电方式称三相三线制，常在高压系统中采用。 2.5三相交流电路 三相电源的连接 三相负载的连接 三相电路的功率 1 星形（Y形）联结 （1） 电压和电流之间的关系 由图（a）可知，各相电压与线电压之间的关系为 uUV＝uU−uV uVW＝uV−uW uWU＝uW−uU 其相量图如图（b）所示。 2.5三相交流电路 三相电源的连接 三相负载的连接 三相电路的功率 1 星形（Y形）联结 （1） 电压和电流之间的关系 由相量图分析得到，线电压与相电压之间的大小关系为 UL＝ 3UP 式中UL为线电压有效值，UP为相电压有效值。 线电压与相电压的相位关系为线电压超前对应的相电压30º。因此，平常讲的电源电压为220V，指的是相电压；电源电压为380V，指的是线电压。由此可见，三相四线制的供电方式可以给负载提供两种电压，线电压380V和相电压220V。 2.5三相交流电路 三相电源的连接 三相负载的连接 三相电路的功率 2 三角形（ △形）联结 将一相电压源的末端与另一相电压源的首端依次相连接成三角形，再从首端引出相线。可见，这种供电方式只能是三相三线制，且相电压等于线电压，其大小关系有UL=UP。注意，三相电源进行三角形联结时，一定要确保三相电源首尾相连。一旦不慎将一相电源接反，将导致发电机绕组或变压器绕组烧坏。 三相电源的三角形联结 2.5三相交流电路 三相电源的连接 三相负载的连接 三相电路的功率 三相交流电路的负载按其对供电电源的要求可分为三相负载和单相负载两类。 三相负载：负载必须接在三相电源上才能工作，通常功率稍大的负载均为三相负载，如三相交流电动机、大功率三相电阻炉、三相整流装置等。这类负载的特点是三相的负载阻抗相等，称为对称三相负载。 单相负载：负载只需由三相电源中一相电源供电即可工作，通常功率较小的负载均为单相负载，如照明灯、电风扇、洗衣机、电冰箱、电视机、小功率电炉、电焊机等。为了使三相电源供电均衡，这种负载要大致平均分配到三相电源的三相上。这类负载的每相阻抗一般不相等，属于不对称三相负载。 典型的三相负载联结如图所示。 三相负载的连接 1 星形联结 2.5三相交流电路 三相电源的连接 三相负载的连接 三相电路的功率 图为三相负载作星形联结时的三相四线制（Y-Y）电路。图中相线与相线之间的电压为线电压UL，相线与中线之间的电压为相电压UP。流过相线上的电流为线电流IL，流过负载的电流