项目六三相交流电.docVIP

项目六：三相交流电 一、项目描述 1、了解三相正弦交流电的产生，理解相序的意义； 2、掌握三相交流电的特点和表示方法； 3、掌握三相电源绕组及三相负载的连接； 4、掌握对称三相电路中相电压与线电压、相电流与线电流的关系； 5、熟悉中线的作用； 6、掌握对称三相交流电路的功率计算方法 二、知识链接 1、三相交流电由三相发电机产生 由读数及变化规律得出交流电动势的解析式 第一相(U 相)电动势： eu = Emsin ωt 　　第二相(V 相)电动势： ev = Emsin(ωt - 120°) 　　第三相(W 相)电动势：ew = Emsin(ωt+120°) 对称三相电动势：振幅相等、频率相同，在相位上互差 120° 的三个电动势称为对称三相电动势。 显然，有 eU + eV+ eW= 0。 三相电动势达到最大值(振幅)或同一值的先后次序叫做相序。eu比 ev超前 120°，ev 比ew超前 120°，而 ew 又比 eu 超前120°，称这种相序称为正相序或顺相序；反之，如果eu比 ew 超前 120°，ew 比 ev超前 120°， ev 比 eu 超前 120°，称这种相序为负相序或逆相序。 相序是一个十分重要的概念，为使电力系统能够安全可靠地运行，通常统一规定技术标准，一般在配电盘上用黄色标出 U 相，用绿色标出 V 相，用红色标出 W 相。 2、三相电源的星型连 一、三相发电机的每一个绕组都是一个独立的电源，均可单独给负载供电，但这样供电需用用六根导线。这样比三相电源作星形(亦称 Y )接法和三角形(亦称 △ ）接法用的材料，不科学。 三相电源有星形(亦称 Y )接法和三角形(亦称 △ ）联结两种。 将三相发电机三相绕组的末端 U2、V2、W2 (相尾)连接在一点，始端 U1、V1、W1 (相头)分别与负载相连，这种连接方法叫做星形(Y 形)联结。如图所示 三相绕组的星形联结 从三相电源三个相头 U1、V1、W1 引出的三根导线叫作端线或相线，俗称火线，任意两个火线之间的电压叫做线电压。Y 公共连接点 N 叫作中性点，从中点引出的导线叫做中性线或零线。由三根相线和一根中性线组成的输电方式叫做三相四线制(通常在低压配电中采用) 每相绕组始端与末端之间的电压(即相线与中线之间的电压)叫做相电压，它们的瞬时值用 u1、u2、u3 来表示，显然这三个相电压也是对称的。相电压大小(有效值)均为 U1 = U2 = U3 = UP 任意两相始端之间的电压(即火线与火线之间的电压)叫做线电压，它们的瞬时值用 u12、u23、u31 来表示。Ｙ接法的相量图如图所示。 显然三个线电压也是对称的。大小(有效值)均为 U12=U23=U31=UL=UP 线电压比相应的相电压超前 30°，如线电压 u12 比相电压 u1 超前 30°，线电压 u23 比相电压 u2 超前 30°，线电压 u31 比相电压 u3 超前 30°。 3、三相电源的三角型连接 三相电源有星形(亦称 Y )接法和三角形(亦称 △ ）联结两种。 将三相发电机的第二绕组始端 V1 与第一绕组的末端 U2 相连、第三绕组始端 W1 与第二绕组的末端 V2 相连、第一绕组始端 U1 与第三绕组的末端 W2 相连，并从三个始端 U1、V1、W1 引出三根导线分别与负载相连，这种连接方法叫做三角形(△形)联结。 显然这时线电压等于相电压，即 UL = UP 这种没有中性线、只有三根相线的输电方式叫做三相三线制。 发电机绕组很少用三角形接法，但作为三相电源用的三相变压器绕组，星形和三角形两种接法都会用到。 如图6-2-2 实验结论： ① 三相负载为三角形联接时，当负载的额定电压等于电源的线电压，不论负载是否对称，各相负载所承受的电压都是电源的线电压。U△P表示负载作三角形联接的相电压。即： U△P= UL ②当三相对称负载作三角形联接时，如果负载是对称的，则各相电流的大小相等。线电流与相电流是不等的，线电流（I△L）是相电流（I△P）的倍。即： 6、三相功率的计算 在三相交流负载中，电路的负载的连接有两种：星形联接和三角形联接。不论哪种连接，都成在功率的计算，在三相交流负载中的功率，和单相交流电路的功率一样，都有P、Q、S三种功率，其计算基本和单相交流电路相同。 下面我们根据下图准备相关材料及仪表，并接好电路。 由上图示，先读出V1、V2的示数，即相电压UP、线电压UL。再读出A1、A2、A3的示数，即Iu、IV、Iw。由于三想交流电路个线电流等于对应相电流，即Iu=IuN、IV=IvN、Iw=IwN再读出各功率表的示数，即PΦu、PΦv、PΦw， 三相电路的总功率为P总=PΦu+PΦv+PΦw，若跟据各