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你好 今天我们一起讨论电力供电方式

三相交流电路

着重认识三相电路相关概念

为三相电路的分析做准备

如图三相绕组 AX BY CZ

在空间互隔一百二十度分布

当内部的磁极以均匀角速度转动时

三相绕组产生感应电压

形成三个频率相同 振幅相同

相位彼此相差一百二十度的正弦电源

称为对称三相电源

三相供电系统体积小 效率高

方便地提供两种不同的电压 且配电方便

传输相同的电功率

比单相供电节省导线材料大约百分之二十五

而且对称三相电路中瞬时功率恒定

因此三相电路是目前电力系统

采用的主要的供电方式

三相电路的优势来源于

特殊的电源对称结构 特殊的负载连接形式

因此分析三相电路具有特殊的求解方式

我们称其为叫以一推三

如图所示三相绕组产生的

三相电压uA uB和uC

瞬时值和波形图

相量表达式和相量图

这个是正相序A B C对应的表达

如果到达最大值的先后次序是A C B

那么就是负相序

对称的意义在于

三个电源电压瞬时值之和为零

当然 相量和也为零

三相电源的联接

有星形和三角形联接两种接法

三相电源星形联接是绕组末端

X Y Z 接在一起

这个点称为Y联接的中性点

用N表示

三个始端向外引出的线称为端线

也叫火线

中性点向外引出的线称为零线

三相电源三角形联接

是首尾相互联接成一个环状的结构

没有中性点

向外引出三根火线

三相负载接入三相电源分为三部分

ZA ZB ZC

每一部分称为一相负载

每相负载大小和性质相同为对称负载

不同的时候为不对称负载

三相负载也有两种联接方式

为星形联接和三角形联接

图示每种接法各自给出两种不同的画法

但完全等同

三相电路就是由对称三相电源

和三相负载联接起来所组成的系统

分为Y-Y Y-Δ Δ-Y Δ-Δ四种

常用三相四线制Y-Y0

和三相三线制Y-Y和Y-Δ接

Y0是有零线的接法

电源和负载都对称称为对称三相电路

下面我们看看有关三相交流电路

线电压 相电压 线电流 相电流的概念

以及他们之间的关系

每相绕组电压称为电源相电压

一般电源绕组结构一致

因此电源的相电压是对称的

也就是UA UB UC

频率相同 振幅相同

相位彼此相差120°

火线间的电压称为线电压

UAB UBC UCA

如图 星形联接电源

对称的三相相电压表示为

根据基尔霍夫的电压定律

线电压为两个相电压之差

于是利用相量图得到的

相电压和线电压之间的关系为

所以星形联接

一 相电压对称 则线电压也对称

二 线电压大小等于相电压的大小的根号三倍

也就是UL等于根号三倍的UP

三 线电压相位领先对应的相电压三十度

所谓的对应

是指UAB超前于UA

UBC超前于UB

UCA超前于UC

三角形联接电源 如图

线电压等于对应的相电压

自然是对称的

要注意联接电源始端末端要依次相连

否则回路中有环流

总之电源相电压对称

所以线电压总是对称的

每相负载上的电压称为负载相电压

直接影响负载的工作情况

如图 星形接法负载的相电压

和三角形接法负载的相电压

负载相电压可以对称也可能不对称

跟联接结构有关

主要在于负载对称与否

以及是否考虑输电线的阻抗

根据基尔霍夫的电压定律

如果不计输电线的阻抗

那么三角形联接负载相电压等于线电压

星形联接负载的相电压跟电源中性点N

和负载中性点O之间的电压UON有关

即不计输电线阻抗时

负载相电压等于电源相电压与中性点电压的相量差

显然

当零线存在又不计输电线阻抗时

UON等于0时

负载相电压等于电源相电压

如果零线不存在

那么负载相电压与电源相电压之间是什么关系呢

这个问题你可以解决吗

如果输电线阻抗不能忽略

无论是星形接法还是三角形接法

都需要根据基尔霍夫的电压定律

列方程求解负载的相电压

下面我们看看电流

流过端线的电流是线电流

流过每相负载的电流称为相电流

如图 显然

星形接法的时候

线电流等于相电流

三角形联接两者不同

三角形联接负载一般是对称的负载

如图 根据基尔霍夫的电流定律

线电流可以表达成两个相电流之差

于是利用相量图得到三角形联接时候的对称电路有

一 线电流大小等于相电流的根号三倍

也就是IL等于根号三倍的Ip

二 线电流相位滞后对应的相电流三十度

我们也可以对负载

做三角形和星行的等效变换

再利用线电压和相电压的关系进行推导

得到相同的结论

你愿意试试吗

总之

三相电源和三相负载

都存在星形和三角形两种接法

三相对称电路中

线电压 线电流

负载的相电压 负载相电流

都是对称的

对称指的是线与线

相与相之间大小相等

互差一百二十度

但要注意线量与相量之间的

根号三倍的关系

以及超前或者落后的三十度的

相位是有对应性的

今天我们就介绍到这