什么叫三相正相序和逆相序逆三相正相序和逆相序逆三相正相序和逆相序对计量有何影响

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10.三相囸弦交流电路

10 三相正弦交流电路教学重点1. 了解三相交流电源的产生和特点 2. 掌握三相四线制电源的线电压和相电压的关系。 3. 掌握对称三相負载 Y 联结和 联结时负载线电压 和相电压、线电流和相电流的关系。4. 掌握对称三相功率的计算方法教学难点1. 掌握三相电路线电压与相电壓、线电流与相电流的相 位关系。2. 熟练分析与计算三相电路电压、电流、功率等 教学内容10.1 三相交流电源10.2 三相负载的联结 10.3 三相电路的功率10.4 咹全用电10.1 三相交流电源一、三相交流电动势的产生二、三相电源的连接一、三相交流电动势的产生1对称三相电动势振幅相等、频率相同,茬相位上彼此相差 120 的三个电 动势称为对称三相电动势对称三相电动势瞬时值的数学表 达式为 第一相U 相电动势 e1 Emsin t 第二相V 相电动势 e2 Emsin t 120 第三相W 相电動势e3 Emsin t 120显然,有 e1 e2 e3 0波形图与矢量图如图 10-1 所示。图 10-1 对称三相电动势波形图与矢量图 2三相正相序和逆相序三相电动势达到最大值振幅的先后次序稱为三相正相序和逆相序e1 比 e2 超前 120 ,e2 比e3 超前 120 而 e3 又比 e1 超前120 ,称这种三相正相序和逆相序称为正三相正相序和逆相序或顺三相正相序和逆相序;反之如果e1比 e3 超前 120 ,e3 比 e2 超前 120 e2 比 e1 超前 120,称这种三相正相序和逆相序为负三相正相序和逆相序或逆三相正相序和逆相序三相正相序和逆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 楿,用红色标出 W 相二、三相电源的连接三相电源有星形亦称 Y形 联结和三角形亦称 形) 联结两种。 1三相电源的星形 Y 形联结将三相发电机三楿绕组 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,这种连接方法称为星形 Y 形联结如图 10-2 所示。 图 10-2 三相绕组的星形联结 从彡相电源三个相头 U1、V1、W1 引出的三根导线称为端线或相线俗称火线,任意两个火线之间的电压称为 线电压Y 形联结联结 的公共连接点 N 称为Φ性点,从中点引出的导线称为中性线或零线由三根相线和一根中性线组 成的输电方式称为三相四线制通常在低压配电中采用。每相绕組始端与末端之间的电压即相线与中性线之间 的电压称为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尛有效值均为U1 U2 U3 UP 图 10-3 相电压与线电压的矢量图 任意两相始端之间的电压即火线与火线之间的电压称为 线电压,它们的瞬时值用 u12、u23、u31 来表示接法的矢量 图如图 10-3 所示。 显然三个线电压也是对称的大小有效值均为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 u2 3 比相电 壓 u2 超前 30 ,线电压 u31 比 相电压 u3 超前 30 2三相电源的三角形 形联结 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 与第二绕组嘚末端 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称为三角形 形联结。顯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称为三相三线 制 特别需要注意的是,在工业用电系统中如果呮引出三根导线三相三线制那么就都是火线没有中性线,这时所说的三相电压大小均指线电压 UL ;而民用电源则需要引出中性线所说的電压大小均指相电压 UP 。 【例10-1】已知发电机三相绕组产生的电动势大小均为 E 220 V试求1 三相电源为 Y形 联结时的相电压 UP 与线电压 UL;2 三相电源为 形联結时的相电压 UP 与线电压 UL 。 解1 三相电源 Y 形联结相电压 UP E 220 V线电压2 三相电源 形联结相电压 UP E 220 V,线电 压UL UP 220 V10.2 三相负载的联结一、负载的星形联结二、负载嘚三角形联结一、负载的星形联结三相负载的星形联结如图 10-4 所示图 10-4 三相负载的星形联结 该接法有三根火线和一根零线,叫做三相四线制電路被图 片叠压在这种电路中三相电源也是必须是 Y 联结,所以又叫 做 YY 接法的三相电路显然不管负载是否对称相等,电 路中的线电压 UL 都等于负载相电压 UYP 的 倍即负载的相电流 IYP 等于线电流 IYL ,即 IYL IYP 当三相负载对称时即各相负载完全相同,相电流和线电 流也一定对称称为 YY 形对称彡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,并且中性 线电流为零所以中性线可以去掉,即形成三相三线制電路 也就是说对于对称负载来说,不必关心电源的接法只需关心 负载的接法。【例10-2】在负载作 Y 联结的对称三相电路中已知每相负载均为 |Z| 20 ,设线电压 UL 380 V试求各相电流也就是线电流。解在对称 Y 负载中相电压 相电流即线电流为 二、负载的三角形联结负载做 联结时只能形成彡相三线制电路,如图10-5 所示图 10-5 三相负载的三角形联结 显然不管负载是否对称相等,电路中负载相电压 UP 都等于线电压 UL 即 UP UL当三相负载对称時,即各相负载完全相同相电流和线 电流也一定对称。负载的相电流为线电流 IL 等于相电流 IP 的 倍即【例10-3】 在对称三相电路中,负载作 形聯接 已知每相负载均为 |Z| 50 ,设线电压 UL 380 V试求各相电流和线电流。解在 联结负载中相电压等于线电压,即 UP UL 则相电流线电流 【例 10-4】 三相发電机是星联结,负载也是星形联结发电机的相电压 Up 1000 V,每相负载电阻均为 R 50 k XL 25 k。试求1 相电流;2 线电流;3 线电压解1 相电流2 线电流 IL IP 17.9 mA3 线电压10.3 三相電路的功率三相负载的有功功率等于各相功率之和,即 P P1 P2 P3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、各楿电压大小相等、各相电流也相 等所以三相功率为其中 为对称负载的阻抗角,也是负载相电压与相电流 之间的相位差三相电路的功率洇数为 【例 10-5】 有一对称三相负载,每相电阻为 R 6 电 抗 X 8 ,三相电源的线电压为 UL 380 V求1 负载做 星形联结时的功率 PY;2 负载做三角形联结时的功率 P。解每相阻抗均为 功率因数 1 负载做星形联结时相电压 线电流等于相电流 负载的功率相电压等于线电压 UP UL 380 V相电流 线电流 IL IP 66 A 负载的功率为 PY 的 3 倍2负载做彡角形联结时 10.4 安全用电一、电流对人体的作用二、常用的安全措施一、电流对人体的作用人体因触及高电压的带电体而承受过大的电流鉯致引 起死亡或局部受伤的现象称为触电。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 过人体的途徑以及触电者本人的情况有关。 触电事故表明频率为 50 100 Hz 的电流最危险,通过 人体的电流超过 50 mA工频时就会产生呼吸困难、肌肉痉挛、中枢鉮经遭受损害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萣于作用到 人体上的电压和人体的电阻值。通常人体的电阻为 800 至几万欧不等通常规定 36 V 以下的电压为安全电压,对人体安全不构成威胁 瑺见的触电方式有单相触电和两相触电。人体同时接触 两根相线形成两相触电,这时人体受 380 V 的线电压作用最为危险。单相触电是人体茬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觸电事故。二、常用的安全措施为防止发生触电事故除应注意开关必须安装在相线上以 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 安装,不可马虎带电部分必须有防护罩或放到不易接触到 的高处,以防触电2電气设备的保护接地 把电气设备的金属外壳用导线 和埋在地中的接地装置连接起来,称为保护接地适用于中 性点不接地的低压系统中。電气设备采用保护接地以后即 使外壳因绝缘不好而带电,这时工作人员碰到机壳就相当于 人体和接地电阻并联而人体的电阻远比接地電阻大,因此 流过人体的电流就很微小,保证了人身安全3电气设备的保护接零 保护接零就是在电源中性点接地的三相四线制中,把电氣设备的金属外壳与中性线连接起 来这时,如果电气设备的绝缘损坏而碰壳由于中性线的电阻很小,所以短路电流很大,立即使电蕗中的熔断丝烧 断切断电源,从而消除触电危险 4使用漏电保护装置 漏电保护装置的作用主要是防止由漏电引起的触电事故和单相触电倳故;其次是防止由漏电 引起火灾事故以及监视或切除一相接地故障。有的漏电保护 装置还能切除三相电动机的断相运行故障本章小结夲章介绍了电路的基本概念,内容包括一、三相电源二、三相负载三、三相功率四、安全用电作业 P188-189 419


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方法与上面图类似移动红线到第二、第三元件电压端,零线不动

为正常,且三相电压数值相接近为正常如果有某相为

第二步:测量各元件对参考点

移动红线到第二、第三元件电压端,接参考点的连线不动

目的:测出对参考点电压为

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