电工技术第三章 三相交流电路47页PPT
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三相交流电路概要PPT课件
I AB
U AB Z AB
I BC
U BC Z BC
ICA
U CA ZCA
AB
arctg
X AB RC
CA
arctg
X CA RCA
IA IB
IAB IBC
ICA IAB
IC
ICA
IBC
RAB RBC RCA R
X AB X BC X CA X
1.接地基本概念 (1)接地装置
接地装置一般是由接地极、接地导体 和总接地端子(总接地母排)等构成的。
(2)等电位联结
所谓等电位联结(equipotential bonding conductor)就是将配电系统的接地 干线(PE干线)与建筑物内的金属结构、管 道等在总配电箱近旁的一个铜排(接地母排) 上互相连通，使整个建筑物内的金属大件 互相导通，这样建筑物就近似为一个等电 位的法拉第笼，使建筑物内可能出现的电 位差大大降低，从而有效地起到安全保护 作用。
(2)触电方式(Mode of electric shock)
①接触正常带电体(Touch natural electrified body)
图3.4.9 电源中性点接地的单相触电
图3.4.10 电源中性点不接地的单相触电
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
(3)接触电位差与跨步电位差 (4)用电设备接地
图3.4.3 低压配电系统的两个接地
2.低压配电系统接地型式
(1)TN系统
① TN-S系统：整个系统的中性导体和保护 导体是分开的
图3.4.4 TN-S系统
② TN-C系统：整个系统的中性导体和保护导体是 合一的
三相交流电路PPT课件
芜湖职业技术学院
电工技术
第 2章
3. 三相电源的三角形（Δ）连接方式
三相电源首尾 相接构成闭环
AZ
uA
X B
uC
C Y
uB
A
uCA
C
uAB uBC
B
在电源的三个连接点处 分别外引三根火线。
显然，电源绕组作Δ接 时，线电压等于发电机绕 组的三相感应电压。
U线U相
显然发电机绕组作Δ接时只能向负载提供一种电压！
芜湖职业技术学院
电工技术
第 2章
2.3.1 三相电源的连接方式
三相交流电是由三相发电机产生的。发电机主要由定
子和转子两大部分构成。
首端： A B C
定子铁心
A
N
Y+
定子绕组
↓↓↓
尾端： X Y Z
Z
三相定子绕组对称嵌放
在定子铁心槽中。
转轴
－
B
S
转子绕组通电后产生磁场。 原动机带动转子绕轴旋
转子铁心 C
uAB uCA
uBC
尾端公共点向外引出的导线 称为中线，中线俗称零线。
N
显然火线与零线之间的
B 电压等于发电机绕组的
三相感应电压—相电压
C
三相电源Y接时的三个相电压显然是对称的！
火线与火线之间的电压称为线电压。
结论：三相电源绕组作Y形连接时，可以向负载提供两种
电压。此种供电系统称为三相四线制。
芜湖职业技术学院
uB Um sin(t 120)
uC Um sin(t 120)
1. 对称三相交流电的特点
u uA
0
uB uC
ωt
UC
120°
电工技术
第 2章
3. 三相电源的三角形（Δ）连接方式
三相电源首尾 相接构成闭环
AZ
uA
X B
uC
C Y
uB
A
uCA
C
uAB uBC
B
在电源的三个连接点处 分别外引三根火线。
显然，电源绕组作Δ接 时，线电压等于发电机绕 组的三相感应电压。
U线U相
显然发电机绕组作Δ接时只能向负载提供一种电压！
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电工技术
第 2章
2.3.1 三相电源的连接方式
三相交流电是由三相发电机产生的。发电机主要由定
子和转子两大部分构成。
首端： A B C
定子铁心
A
N
Y+
定子绕组
↓↓↓
尾端： X Y Z
Z
三相定子绕组对称嵌放
在定子铁心槽中。
转轴
－
B
S
转子绕组通电后产生磁场。 原动机带动转子绕轴旋
转子铁心 C
uAB uCA
uBC
尾端公共点向外引出的导线 称为中线，中线俗称零线。
N
显然火线与零线之间的
B 电压等于发电机绕组的
三相感应电压—相电压
C
三相电源Y接时的三个相电压显然是对称的！
火线与火线之间的电压称为线电压。
结论：三相电源绕组作Y形连接时，可以向负载提供两种
电压。此种供电系统称为三相四线制。
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uB Um sin(t 120)
uC Um sin(t 120)
1. 对称三相交流电的特点
u uA
0
uB uC
ωt
UC
120°
物理电工电子技术Ⅰ三相电路PPT课件
I2
U2
j L
L1
N I NI 1
R I 1N
L2
I2
L
I 2N C I 3N
L3
I3
I3
U3 -j 1
中线电流 C
I I +I +I
N
1
2
3
U 31
IN
I2
U3
U12
I3
U2
I 1 U1
第20页/共46页
U23
20
三相三线制
负载对称时 (Z Z Z Z )
1
2
3
I I +I +I 0
（3）根据以上分析，照明电路能否采用三相三线制供电 方式？
L1
L2
L3
... ... ...
N
一
二三
层 第23页/共46页
层层
23
解：（1）若一楼全部断开，二、三楼仍然接通。
若中线尚未断开，则二、三楼工作状态不 L1 变。照明不受影响。
一层楼
...
若中线断开，L1相断开后， L2 、 L3 两相串 联如，果线两电相压 负U载2对3（称3，80则V）每加相在负L载2 上、的L3负电载压上。二层楼 为190V。低于灯泡的额定电压。
A
（2）AB相短路 （3）AB相断开
ZAB
ZCA
（4）A火线断开
B
ZBC
C
解： （1）
I AB
U AB Z
3800 5053
7.6 - 53
I B C
U BC Z
380 - 120 5053
7.6 - 173
ICA 7.6 - 53 + 120 7.667
三相交流电路
E3
+ _ _ _
I1
E2
+
Z1 Z3 Z2
I
L2 L3
3
I2
三相三线制供电时不平衡各相电流的计算
L1
+
E1
I1
E2
+
E3
+
N
−
−
−
N’ L2
L3
I2
I
3
E1 = 220∠0°, E 2 = 220∠ − 120°, E 3 = 220∠120°
已知：每盏灯的额定值为220V、100W，求：各电流
L1
相电压：
N L2 L3
相线与中线之间的电压， Ù1 ， Ù2 ， Ù3
线电压：
ÙL
相线与相线之间的电压 Ù12， Ù23， Ù31
相电压正方向选定为：自绕组始端指向末端 线电压正方向选定为： 如：Ù12则表示：L1→L2
三相电源星形连接中三相电压的 特点
+ + + –
L1
相电压的特点
E1
– –– + E3
L1
端线(相线、火线)
E1
_ U2
W2 _ V2
+
_
N
中线(零线、地线) 特点
E2
V1
E3
+
L2 L3
1）三相绕组的三个末端连在一起，成为公共点，称为“中点”. 从中点引出“中线” 2）从三相绕组首端U1,V1,W1引出相线 相线对地有电压，又称“火线”.在低压系统中,中点通常接地， 中点又称“零点”，中线又称“零线”。
第三章 三相交流电路
基 本 要 求
1. 掌握三相电路的基本概念：对称电源、对称负载、 线电压 相电流、线电流及其关系 2. 能计算对称/不对称三相电路的电流、电压， 对称三相电路的功率 3. 了解不对称三相电路的概念，掌握中线的作用。
+ _ _ _
I1
E2
+
Z1 Z3 Z2
I
L2 L3
3
I2
三相三线制供电时不平衡各相电流的计算
L1
+
E1
I1
E2
+
E3
+
N
−
−
−
N’ L2
L3
I2
I
3
E1 = 220∠0°, E 2 = 220∠ − 120°, E 3 = 220∠120°
已知：每盏灯的额定值为220V、100W，求：各电流
L1
相电压：
N L2 L3
相线与中线之间的电压， Ù1 ， Ù2 ， Ù3
线电压：
ÙL
相线与相线之间的电压 Ù12， Ù23， Ù31
相电压正方向选定为：自绕组始端指向末端 线电压正方向选定为： 如：Ù12则表示：L1→L2
三相电源星形连接中三相电压的 特点
+ + + –
L1
相电压的特点
E1
– –– + E3
L1
端线(相线、火线)
E1
_ U2
W2 _ V2
+
_
N
中线(零线、地线) 特点
E2
V1
E3
+
L2 L3
1）三相绕组的三个末端连在一起，成为公共点，称为“中点”. 从中点引出“中线” 2）从三相绕组首端U1,V1,W1引出相线 相线对地有电压，又称“火线”.在低压系统中,中点通常接地， 中点又称“零点”，中线又称“零线”。
第三章 三相交流电路
基 本 要 求
1. 掌握三相电路的基本概念：对称电源、对称负载、 线电压 相电流、线电流及其关系 2. 能计算对称/不对称三相电路的电流、电压， 对称三相电路的功率 3. 了解不对称三相电路的概念，掌握中线的作用。
《三相交流电路》课件
02
三相交流电路的基本元件
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
变压器
01
02
03
04
变压器是三相交流电路中的重 要元件，用于改变电压的大小
和方向。
变压器由铁芯和绕组组成，绕 组分为初级和次级绕组。
变压器的工作原理基于电磁感 应定律，通过磁场耦合实现电
压和电流的变化。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
相电压与线电压的关系
01
02
03
相电压
在三相交流电路中，每一 相的电压称为相电压。
线电压
三相交流电路中，任意பைடு நூலகம் 相之间的电压称为线电压 。
关系
线电压是相电压的√3倍， 且线电压超前相应相电压 30°。
相电流与线电流的关系
相电流
ERA
三相交流电路的定义
总结词
三相交流电路是由三个相位差为120度的单相交流电源组成的电力网络。
详细描述
三相交流电路由三个单相交流电源组成，这三个电源在相位上互差120度。这种 组合使得三相交流电在输送和使用过程中能够实现更高效的电能传输和分配。
三相交流电的产生
总结词
三相交流电通常由发电机产生，通过 电磁感应原理，将机械能转换为电能 。
照明系统
家庭照明系统中的荧光灯、LED灯等 ，需要三相交流电来驱动。通过合理 的配线设计，可以实现照明系统的安 全、节能和舒适。
电力系统
并网发电
大型风力发电和太阳能发电系统产生的电能，需要通过逆变器转换成三相交流电后并入电 网。这样可以实现不同类型电源之间的互补，提高电力系统的稳定性。
电工学第三章三相交流电ppt课件
结论：电源 Y形联结时, 线电压Ul 3UP, 且超 前相应的相电压 30 , 三相线电压也是对称的 。
6
3.1.2 三相电路中负载的联结方法
1. 三相负载
分类
三相负载：需三相电源同时供电
负载
三相电动机等
单相负载：只需一相电源供电
照明负载、家用电器
对称三相负载：ZA=ZB= ZC
三相负载
如三相电动机
此时负载中性点N´即为 A, 因此负载各相电压为 N
UA 0 , UA 0
B
UB UB A, UB 380 V UC UC A , UC 380 V C
+
U A
iA
iC
– –
N´
–
iB
+ U C U B +
此情况下，B相和C相的电灯组由于承受电压上所加 的电压都超过额定电压（220V) ，这是不允许的。
(2) 相UA电B=流UBC=UIIICABCABCA=UUUUZZZClCAABB=AABBCCUP
A
+–
U AB
– U CA
B U+ BC C–
+
IB IC
ICA
ZCA
IAB
ZBC ZAB
IBC
相电流： 线电流：
IIAA、B、IIB、BC、IC ICA
线电流不等于相电流
20
(3) 线电流
IA IAB ICA
16
(2) A相断路
A
1) 中性线未断
B、C相灯仍承受220V N
电压, 正常工作。
2) 中性线断开
B
变为单相电路，如图(b) C 所示, 由图可求得
I UBC 380 12 .7 A RB RC 10 20
6
3.1.2 三相电路中负载的联结方法
1. 三相负载
分类
三相负载：需三相电源同时供电
负载
三相电动机等
单相负载：只需一相电源供电
照明负载、家用电器
对称三相负载：ZA=ZB= ZC
三相负载
如三相电动机
此时负载中性点N´即为 A, 因此负载各相电压为 N
UA 0 , UA 0
B
UB UB A, UB 380 V UC UC A , UC 380 V C
+
U A
iA
iC
– –
N´
–
iB
+ U C U B +
此情况下，B相和C相的电灯组由于承受电压上所加 的电压都超过额定电压（220V) ，这是不允许的。
(2) 相UA电B=流UBC=UIIICABCABCA=UUUUZZZClCAABB=AABBCCUP
A
+–
U AB
– U CA
B U+ BC C–
+
IB IC
ICA
ZCA
IAB
ZBC ZAB
IBC
相电流： 线电流：
IIAA、B、IIB、BC、IC ICA
线电流不等于相电流
20
(3) 线电流
IA IAB ICA
16
(2) A相断路
A
1) 中性线未断
B、C相灯仍承受220V N
电压, 正常工作。
2) 中性线断开
B
变为单相电路，如图(b) C 所示, 由图可求得
I UBC 380 12 .7 A RB RC 10 20
电工电子技术电路分析三相交流电路PPT学习教案
第29页/共48页
三相负载三角形联接时，负载的相电压
等于电源的线电压。因此，不论负载对称
与否，其相电压总是对称的。 相电流
A
U• AB C
I•A
I•CA U• CA I•C
I•AB ZCA ZAB
ZBC
I•AB = —UZ•AA—BB I•BC = —UZ•BB—CC
+ iC
C
因为电压对称，负载电流也对称，即
ZA
N
ZB ZC
I•A、I•B与 I•C 是一组对称三相电流。
IA
IB
IC
Ip
Up Z
A
B
C
arctan
X R
图中，若负载对称，即
ZA ZB ZC Z
或 ZA ZB ZC Z
A B C
因此，中线电流为零，即
IN IA IB IC 0
C
线
N
制
Z1
Z2
Z3
星形联接
第10页/共48页
三角 形联 接
M 3~
4.2 三相交流电路的分析
三相四线制电路
~ ~
当单相负载 的额定电压等 于电源的相电 压时，应将负 载接在相线与 中性线之间。
不对称负载
第11页/共48页
A B C N
对称负载
4.2. 2 负载星形联接的三相电路
N
iA
+
u
–A
iN
线、相电压之间的关系
uAB uA uB
uBC uB uC uCA uC uA
第5页/共48页
三相电源的星形联接
相电压
中A 性 E• A 点
E• C N
•
三相负载三角形联接时，负载的相电压
等于电源的线电压。因此，不论负载对称
与否，其相电压总是对称的。 相电流
A
U• AB C
I•A
I•CA U• CA I•C
I•AB ZCA ZAB
ZBC
I•AB = —UZ•AA—BB I•BC = —UZ•BB—CC
+ iC
C
因为电压对称，负载电流也对称，即
ZA
N
ZB ZC
I•A、I•B与 I•C 是一组对称三相电流。
IA
IB
IC
Ip
Up Z
A
B
C
arctan
X R
图中，若负载对称，即
ZA ZB ZC Z
或 ZA ZB ZC Z
A B C
因此，中线电流为零，即
IN IA IB IC 0
C
线
N
制
Z1
Z2
Z3
星形联接
第10页/共48页
三角 形联 接
M 3~
4.2 三相交流电路的分析
三相四线制电路
~ ~
当单相负载 的额定电压等 于电源的相电 压时，应将负 载接在相线与 中性线之间。
不对称负载
第11页/共48页
A B C N
对称负载
4.2. 2 负载星形联接的三相电路
N
iA
+
u
–A
iN
线、相电压之间的关系
uAB uA uB
uBC uB uC uCA uC uA
第5页/共48页
三相电源的星形联接
相电压
中A 性 E• A 点
E• C N
•
《电工技术-3
30°
UB
-UC
•
•
•
U CA U C U A
同理可得 UBC
1 2
U AB
U
A
cos30
可得U AB
3U A
数量上，线电压uAB是相电压uA的1.732倍；相位上，线
电压超前与其相对应的相电压30°电角！
显然，电源Y接时的三个线电压也是对称的！
电工技术
3. 三相电源的三角形（Δ）连接方式
三相电源首尾 相接构成闭环
电工技术
2. 负载的Δ形连接
iA
A
iAB
Z iCA
Z Z
iBC
线电流
iB
B
iC
C
相电流 相量图分析
三相负载首尾相接构成一个闭环， 由三个联结点分别向外引出端线。
对三个结点列KCL方程可得：
•
•
•
•
•
I A I AB I CA I AB ( I CA )
•
•
•
•
•
I B I BC I AB I BC ( I AB)
根据对称关系：
IB 44 173.1A IC 4466.9A
中线电流
IN IA IB IC 0
结论：
对称三相电路的计算可归结 为一相电路计算，其它两相根 据对称关系可直接写出。
实用中，三相电动机、变压器等都是对称三相负载。
电工技术
(2)不对称三相负载
ZA ZB ZC 时，称之为不对称三相负载。
求解不对称三相负载电路时，只要电路中有中线，就可把各
相按照单相电路的分析方法分别计算，注意此时中线电流不等
于零！
应用实例—照明电路
已知电源线电压为380V。三相Y接照明负载均为“220V、
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三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。
供电系统三相交流电的相序为 A B C
二、三相电源连接
1. 星形连接
A
+
+ – A 端线(相线、火线)
C
N 中性点
UA
–
UAB
–
BU+B
–
–
UC +
U–+BC
中性线(零线、地线)
N
UCA
在低压系统,中性点 通常接地，所以也
B 称地线。
+
C
相电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压
先计算 UN N,利用KVL再计算各负载电压。
例1：一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电源线电
压 u A B38 2s0i3n1 t (3 4 )0 V 。负载为电灯组，
若RA=RB= RC = 5 ，求线电流及中性线电流IN ; 若RA=5 , RB=10 , RC=20 ,求线电流及中性线电流 IN 。
+ ++
e–1 e–2 –e3
(尾端) X Y Z 三相绕组示意图
_
+
e
e
+
_
A
X
•
每相电枢绕组
发电机结构
铁心（作为导磁路经）
定子
匝数相同
三相绕组 空间排列互差120
转子 : 直流励磁的电磁铁
三相电压瞬时表示式
uA 2Usi nt
uB2Usi nt (12)0
uC 2Usin t(12)0
相量表示
由相量图可得
U AB 3U A 30U源自 CAU CU A同理U BC 3U B 30
U CA 3U C 30
2. 三角形连接
+
–
L1
u AB
–
u CA
+
L2
结 论 ： 电 源 Δ 形结联 时 线电压Ul 相电压Up
uU–BCBC +
L3
第二节 负载星形连接的三相电路
负载
三相负载：需三相电源同时供电。 三相电动机等
(2) 三相负载不对称（RA=5 、RB=10 、RC=20 ） 分别计算各线电流
I AU R A A22500A440A I BU R B B221 0 102 A 022 12 A 0 中性线电I C流U R C C222 0 102 A 011 12 A 0
✓中线电流 I NI AI BI C
Y 联结时：
Ul 3UP
Il IP
I A
U A ZA
IB
UB ZB
IC
UC ZC
负载 Y 联结带中性线时, 可将各相分别看作单相电路计算
二、对称负载Y 联结的计算
iA
负载对称时，
+
只需计算一相电
uA
N–
iN
iA ZA 流，其它两相电
N'
流可根据对称性
––
uB
+
UA、UB、U C 、Up 线电压：端线与端线间的电压 U A、 B U B、 C U CA、Ul
线电压与相电压的关系
相量图
+–+ A
UA
–
––
UAB
N
UC
UB
UAB
UB UCA
+– U+C + U–+BC
B C
根据KVL定律
UB
30°
UA
U AB U AU B U BCU BU C
3) 2
波形图
u
uA uB uC
120° 240° 360°
O
2
相量图
.
UC
120° .
120°
UA
t
120°
.
UB
三个正弦交流电动势满足以下特征
最大值相等
频率相同
称为对称三相电动势
相位互差120°
对称三相电动势的瞬时值之和为 0
即u： AuBuC0
或 U AU BU C0
实际电路中通常会以不同颜色 区分三相线 黄----A 绿-----B红-----C
(1) 电源提供的电压=负载的额定电压； (2) 单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。
A 电源 保险丝 B C N
三相四线制 380/220伏
额定相电压为 额定线电压为 220伏的单相负载 380伏的三相负载
一、 负载的星形联结
1. 联结形式
+
uA
N– ––
uB
+
uC
+
N 电源中性点
iA
Y: 三相三线制
A
iA
+
C
uA
N–
–
iN
uB
B
+
u+–C
iB
iC
RC
RA
N RB
A
iA
+
C
uA
N–
–
iN
uB
B
+
u+–C
iB
iC
RC
RA
N RB
解：已知：U AB38300V U A2200V
(1) 线电流 三相对称
I AU R A A25 200A440A
I B4412A 0 I C4412A 0
中性线电流 I NI AI BI C0
二、不对称负载Y 联结的计算
A
e e eC A N c
eB
B
C
iN iA
ZA
iC ZC
ZB
iB
（1）负载不对称有中线时，各相单独计算，如前述。
中线电流 I& NI& AI& BI& C0
（2）负载不对称无中线时：
A
iA
+
uA
N–
–
C
uB
B
+
u+–C
iB iC
UA N
RA
RC
N
UC N
RBUB N
本章要求:
➢ 搞清对称三相负载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。
第一节 三相交流电源
一、对称三相电源
(首端) A B C
Y +
C
A
定子
S
Z
+
_
转子
N+
+
B
X 三相交流发电机示意图
Y0：三相四线制
iN
iA
ZA
N'
结论：
iB
ZC
ZB
负载 Y联
结时，线电
iC
流等于相电
N´负载中性点
流。
相电流：流过每相负载的电流 线电流：流过端线的电流 IA、IB、IC
2. 负载Y联结的计算
iA
+
uA
N– ––
uB
+
iN
iA
ZA
N'
ZB
iB
ZC
uC
iC
+
✓负载端的线电压＝电源线电压 ✓负载的相电压＝电源相电压 ✓线电流＝相电流
U U A BU U01U 2 0U(1 2j
3) 2
U CU12 0U(1 2j
3) 2
三相电压瞬时表示式 相量表示
uA
uB
2 2U Ussii nntt (12)0U U A B U U0 1U 2 0U(1 2j
3) 2
uC
2Usin t(12)0U CU12 0U(1 2j
单相负载：只需一相电源供电 。 照明负载、家用电器等
对称三相负载：ZA=ZB= ZC
三相负载
如三相电动机
不对称三相负载： 不满足 ZA =ZB = ZC
如由单相负载组成的三相负载
三相负载的联接方式
三相负载也有 Y和 两种接法，至于采用哪种方法 ，要 根据负载的额定电压和电源电压确定。
三相负载的连接原则
iB
ZB 直接写出。
ZC
如：
uC
iC
IA 10 30 A
+
可知：
因为三相电压对Z称 A ，ZB且 ZC
所以负载对称时，三相电流也对称。
中线 I N 电 I AI 流 BI C0 负载对称时,中性线无电流,
负
IB IC
载
10 90 A 10 150 A
对称无中性线时
可省掉中性线。
U l 3UP