第4章 供电与用电

中性点 N 中性线(零线、地线) B
UC
UBC
在低压系统,中 性点通常接地， 所以也称地线。
C
相电压：相线与中性线之间的电压 U A、UB、UC --Up
线电压：相线与相线之间的电压 U AB、UBC、UCA --Ul
§4.1
三相电源
UC A
N B C
二、三相电源的星形联结（三相四线制供电） 2.线电压与相电压的关系 + eA UA – X Z –Y – eB eC +
A
Y Z
A X ●定子绕组：由三个对称绕组A-X、B-Y、C-Z组成， 在空间上彼此相差 120
C
X
B
§4.1
三相电源
Y A Z
一、三相交流电的产生
2、三相交流电动势产生原理
动磁生电
C
N
B
X
§4.1
三相电源
Y
•
一、三相交流电的产生
2、三相交流电动势产生原理 由原动机拖动安装磁
•
A
•
Z
极的转子匀速转动。
C
U´B U´C
UC IR C 12 .7 20 254 V
C相电压超过额定电压（220V) 。
(b)
§4.2
三相负载
三相负载星形联接电路的结论
（1） 不对称负载Y联结又未接中线时，负载相电压 不对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越 高, 使负载不能正常工作, 甚至烧坏负载。
（2）中线的作用：保证星形联结三相不对称负载的
三相负载
ICA UCA
三、三相负载的三角形联接负载对称时,相电流对称
IC
AB BC CA
§4.2
三相负载
A
例1续：照明系统故障分析
解:(1)A相短路中性线未断
N
RA RC RB
A相短路电流 很大，将A相 熔断丝熔断。
B C
而 B相C相未受影响，其相电压仍为220V, 正常
工作。
§4.2
此时负载中性点N´ 即为A, 因此负载各相 电压为
三相负载
A N B C
(2)A相短路, 中性线断开时
§4.2
二、三相负载的星形联结 1.联结形式
Y: 三相三线制 Y0：三相四线制 N C A
三相负载
IA
UA UB
N´ 负
IN
ZA
Ic
Ia
N' ZB
载中
性点
IB
U C IC
B
ZC I b
●相电流：流过每相负载的电流
N 电源中性点
I a、I b、I c
I A、I B、I C
U AB
UB
U AB
UA
x
30° 120°
U B UCA
U C UBC
+
UB
380 3 220
U AB U A UB UBC UB UC UCA UC U A
U AB 2 X 2U A cos30 3U A
在供电系统中导线的最小截面是2.5mm2。 常用导线的截面是2.5、4、6、10、25、35等。
§4.2
1.联结形式 三个负载的首 尾依次联结， 然后再分别接 到三相电源的 三根相线上。
三相负载
IA
U AB
三、三相负载的三角形联接
A
I CA
I AB
B
UBC
IB
ZAB ZBC
相电压对称。当某相断路时，不影响其他各单
相负载的正常工作。不对称负载必须采用三相
四线制供电方式，且中性线（指干线）内不允 许安装熔断器或刀闸开关。
§4.2
三相负载
三相负载星形联接电路的结论
（3）有中线负载相电压分别等于电源相电压。 （4）不对称负载中线上有电流，但电流一般不大。 所以长距离供电时, 中线截面可减小1～2号。
三相负载
A RA N B
B、C相仍正常工作。
RC
RB
C
§4.2
(4)A相断路,中性线断开
三相负载
A
RA N RC RB
电路变换为如图(b)
U BC I RB RC 380 12 .7 A 10 20
B
C B I
UB IR B 12 .7 10 127 V
RB RC
较好 较高(2Z) 较高 好 高(3Z) 高
从发电、输电、用电三相最经济，合算。
§4.1
1、发电机结构 定子 发电机结构 转子
三相电源
•
一、三相交流电的产生
•
Y
A
•
定子 Z B
C
N
X
转子
⑴转子: 直流励磁的电磁铁 ⑵定子: 定子铁芯和定子绕组组成
§4.1
三相电源
一、三相交流电的产生
1、发电机结构 ⑵定子 ●定子铁心：由内周有槽的硅钢片叠成。作导磁路经
2.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。
3.掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。
§4.0
发电(发电机) 相 钢 铜 数 材 材 1 2 3 X X X Y 效率η 低(Z)
概述
输电 用电(电动机)
性能
线数 启动 2 3 3 差
效率η 低(Z)
cos 小
2Y 较高(2Z) 3Y 高(3Z)
解： 已知：UAB 380 30 V
UA 220 0 V UA 220 0 A 44 0 A (1)线 电 流 I A RA 5 负载对称 I B 44 120A IC 44 120A
I N I A IB IC 0
三相定子绕组切割转 子磁场而感应出三相 交流电动势。
•
C
N
•
•
B
X
三个电动势大小相等,频率相同,相位差 = 120
§4.1
三相电源
e eA eB
一、三相交流电的产生
3.三相交流电动势的特点 eA = Em sin t eB = Em sin ( t - 120º ) eC = Em sin ( t - 240º ) = Em sin ( t + 120º )
I BC
ZCA
UCA
IC
I 相电流: 流过每相负载的电流 I AB、I BC、CA
线电流: 流过相线的电流 I A、I B、IC
C
§4.2
2.分析计算 (1)负载相电压 =电源线电压 即: UP = UL (2)相电流
三相负载
IA
U AB
三、三相负载的三角形联接
A
I AB
I CA
I A、I B、IC
I A I AB ICA I B I BC I AB
B
UBC
IB
ZAB ZBC
I BC
ZCA
UCA
IC
C
IC ICA I BC
线电流不等于相电流
§4.2
2.分析计算 UP I AB I BC I CA I P Z
第4章 供电与用电
第4章 供电与用电
第4章 供电与用电
第4章 供电与用电
§4.1 §4.2 §4.3 §4.4 §4.5 §4.6 §4.7 §4.8 三相电源 三相负载 三相功率 电力系统 触电事故 触电防护 静电防护 电器放火和防爆
第4章 学习要求
1.了解掌握对称三相负载Y和△联结时相电压 、线电压、相电流、线电流关系。
IN IA IB IC 44 0A 22 120 A 11 120 A
29 19 A
§4.2
三相负载
例1续：照明系统故障分析
试分析上例中，在下列故障情况，
求各相负载上的相电压。
(1)A相短路: 中性线未断时；
(2)A相短路: 中性线断开时； (3)A相断路: 中性线未断时； (4)A相断路: 中性线断开时。
3.对称负载Y 联结三相电路的计算
A N C
UA UB
ZA N'
IB
U C IC
ZB ZC
B
可知： 负载对称时,中线无电流可省掉中线。 I B 10 90 A I 10 150 A 负载对称无中线时U 3U
L
所以负载对称时三相电流也对称。 中线电流 I N I A I B IC 0
U AB 3U A30
§4.1
三相电源
UC
UA
二、三相电源的星形联结（三相四线制供电） 2.线电压与相电压的关系
同理 U BC U B UC 3U B30
UCA 3UC 30
结论：电源Y形联结时， 线电压 U l 3U P U B 且超前相应的相 30 。 电压 三相线电压也是 对称的。
N
●线电流：流过相线的电流
结论：负载 Y联结时，线电流等于相电流。 ●中线电流：从负载到电源流过中线的电流 I
§4.2
IA
三相负载
Y 联结时：
2.负载Y联结三相电路的计算
A N C B
UA UB
UL 3UP
ZA N'
IL IP
UA IA ZA UB IB ZB UC IC ZC
EA = E 0
o o
O
eC
ωt
EC 120o 120
o
EA 120o