01 三相電路
目前,電力系統(tǒng)中電能的生產(chǎn)、傳輸和供電方式大多數(shù)采用三相制。 三相電路主要由三相電源、三相負載和三相輸電線路三部分組成。
對稱三相電源是由3個同頻率、等幅值、初相依次滯后120°的正弦電壓源連接成星型(Y)或三角形(△)組成的電源,這三個電源依次稱為A相、B相和C相。
它們的電壓瞬時表達式及其相量分別為:
式中以A相電壓uA作為參考正弦量。
,它是工程中為了方便而引入的單位相量算子。
上述三相電壓的相序(次序)A、B、C稱為正序或順序。 與此相反,若B相超前A相120°,C相超前B相120°,這種相序稱為負序或逆序。
相位差為零的相序稱為零序。
對稱三相電壓各相的波形和相量圖如上圖所示,對稱三相電壓滿足:
上圖所示三相電源的星形連接方式,簡稱星型或Y形。 從三個電壓源正極性端子A、B、C向外引出的導(dǎo)線稱為端線,從中性點N引出的導(dǎo)線稱為中性線(也稱零線)。
把三相電壓源依次連接成一個回路,再從端子A、B、C引出端線,就成為三角形連接,簡稱三角形或△電源。
3個阻抗連接成星形或三角形就構(gòu)成星形負載,如下圖所示,當(dāng)這三個阻抗相等時,就成為對稱三相負載。
從對稱三相電源引出具有相同阻抗的3條端線,把一些對稱三相負載連接在端線上就形成了對稱三相電路。
上圖第一個為星形電源,星形負載,稱為Y-Y連接方式;
上圖第二個為星形電源,三角形負載,稱為Y-△連接方式;
還有△-Y、△-△連接方式。
在Y-Y連接方式方式中,若把三相電源的中性點和負載的中性點用一條阻抗為ZN的中性線連接起來,這種連接方式為三相四線制方式。 上
述其他連接方式均屬三相三線制。
實際三相電路中,三相電源是對稱的,3條端線阻抗時相等的,但負載不一定是對稱的。
02 線電壓(電流)與相電壓(電流)的關(guān)系
三相系統(tǒng)中,流經(jīng)輸電線中的電流稱為線電流。 各輸電線端之間的電壓,稱為線電壓。 三相電源和三相負載中每一相的電壓、電流稱為相電壓和相電流。 三相系統(tǒng)中線電壓和相電壓、線電壓和線電流之間的關(guān)系與連接方式有關(guān)。
對于星形連接電源,依次設(shè)其線電壓
,相電壓
,根據(jù)KVL,有
對于三角形連接,有:
所以線電壓等于相電壓,相電壓對稱時,線電壓也一定對稱。
以上有關(guān)線電壓、相電壓的關(guān)系也適用于對稱星形負載和三角形負載。
電流關(guān)系類似于電壓關(guān)系,在此不再敘述。
03 不對稱三相電路的概念
在三相電路中,只要有一部分不對稱就稱為不對稱三相電路。
04 三相電路的功率
在三相電路中,三相負載吸收的復(fù)功率等于各相復(fù)功率之和,即
在對稱的三相電路中有
三相電路的瞬時功率為各相負載瞬時功率之和。
此式表明,對稱三相電路的瞬時功率是一個常量,其值等于平均功率。 這是對稱三相電路的一個優(yōu)越的性能。 習(xí)慣上把這一性能稱為瞬時平均功率平衡。
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