3.1三相电路3.1三相交流电源.ppt

第三章 变压器 * 3.1 三 相 电 路 3.1 三相交流电源 三相交流电一般是由三相交流发电机产生的。在发电机中有 3 个相同的绕阻（即线圈）。3 个绕组的始端分别用A、B、C表示, 末端分别用X、Y、Z表示。这AX、BY和CZ 3 个绕组分别称为A相、B相和C相绕组。由于电机结构的原因, 这三相绕组所发出的三相电动势幅值相等, 频率相同, 彼此之间相位相差120°。可将其表示为 或用相量形式来表示 其波形图和相量图如图 2 - 46所示。 三相交流电在相位上的先后次序称为相序。 如上述的三相电动势EA、EB、EC依次滞后120°, 其相序为A→B→C。 通常把发电机三相绕组的末端X、 Y、Z联接成一点。 而把始端A、 B、 C作为与外电路相联接的端点。 这种联接方式称为电源的星形联接, 如图 2 - 47所示。 N点称为中点或零点, 从中点引出的导线称为中线或零线, 有时将中线接地, 故又称为地线。 从始端（A、B、C）引出的 3 根导线称为端线或相线, 俗称火线。 它们可用不同颜色（黄、 绿、 红）标记。  由 3 根相线和一根中线构成的供电系统称为三相四线制供电系统。 通常低压供电网采用三相四线制。 日常生活中见到的只有两根导线的单相供电线路只是其中的一相, 是由一根相线和一根中线组成的。  三相四线制供电系统可输送两种电压, 一种是相线与中线之间的电压UA、UB、UC, 称为相电压; 另一种是相线与相线之间的电压UAB、UBC、UCA, 称为线电压。 通常规定各相电动势的参考方向从绕组的末端指向始端, 相电压的参考方向从始端指向末端（从相线指向中线）, 线电压的参考方向, 例如UAB, 则是由A端指向B端, 由图2- 47 可知各线电压与相电压之间的关系为 由于三相电动势是对称的, 所以相电压也是对称的。在作相量图时, 可先作出相量 然后根据上式分别作出 。由图 2 - 48可见, 线电压也是对称的, 在相位上比相应的相电压超前30°。线电压的有效值用Ul表示, 相电压的有效值用Up表示。 由相量图可知它们的关系为 (2.40) 一般低压供电的线电压是380V, 它的相电压是 负载可根据额定电压决定其接法: 若负载额定电压是380 V, 就接在两根端线之间; 若额定电压是220V, 就接在端线和中线之间。必须注意: 不加说明的三相电源和三相负载的额定电压都是指线电压。  3.2 负载的星形联接（Ｙ形） 三相交流电路中负载的联接方式有两种: 星形联接和三角形联接。 负载星形联接的三相四线制电路如图 2 - 49 所示。 若不计中线阻抗, 电源中点N与负载中点N′等电位; 若端线阻抗也忽略, 负载的相电压与电源的相电压相等, 即 负载的线电压与电源的线电压相等, 即 负载星形联接时, 电路有以下基本关系: （1）相电流等于相应的线电流, 即 （2） 三相四线制电路中各相电流可分成 3 个单相电路分别计算, 即 其中 若三相负载不对称, 其电压、电流的相量图如图 2 -50（a）所示。 若三相负载对称, 即ZA=ZB=ZC时, 则有 因而相电流（或线电流）也是对称的, 如图 2 - 50（b）所示。显然, 在电源和负载都对称的情况下, 只需计算其中一相即可。 （3） 负载的线电压就是电源的线电压。在对称条件下, 线电压是相电压的 倍, 且超前于相应的相电压30°。 （4）中线电流等于 3 个线（相）电流的相量和。由图 2- 47电路可知, 根据基尔霍夫电流定律有 若负载对称, 则 可见, 在对称系统中, 中线中无电流, 故可将中线除去, 而成为三相三线制系统。常用的三相电动机、三相电炉等负载, 在正常情况下是对称的, 都可用三相三线制供电。但是如果三相负载不对称, 中线上就会有电流IN通过, 此时中线是不能被除去的, 否则会造成负载上三相电压严重不对称, 使用电设备不能正常工作。 例如, 楼宇照明电路是不对称负载的实例。 如图 2 - 51（a）所示, 线电压为Ul=380V, 相电压为Up=220V, 在有中线时每相为一独立系统, 灯泡承受的电压是相电压220V, 各相灯泡发光正常。若A相断开（如: A相灯开关全切断或电路断开或