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第六章 三相交流電路 三相交流電的優(yōu)點 （1）發(fā)電方面，比單相電源可提高50%； （2）輸電方面，比單相輸電節(jié)省25%鋼材； （3）配電方面，三相變壓器比單相變壓器經(jīng)濟且便于接入負載； （4）用電設備具有結構簡單、成本低、運行可靠、維護方便等優(yōu)點。 一、三相交流電動勢的產(chǎn)生 三相交流電動勢由三相交流發(fā)電機產(chǎn)生。 三相繞組始端分別用U1，V1，W1表示，末端用U2，V2，W2表示，分別稱為U相，V相，W相。 三個繞組在空間位置上彼此相隔120°。 當轉子在原動機帶動下以角速度ω作逆時針勻速轉動時，三相定子繞組依次切割磁感線，產(chǎn)生三個對稱的正弦交流電動勢。 三個交流電動勢到達最大值（或零）的先后次序稱為相序。 1、三相四線制 采用三根相線（俗稱火線）加中線（俗稱零線）供電，中線由變壓器中性點引出并接地。 根據(jù)上述關系，應用平形四邊形法則相量求和的方法作出相量圖�？芍�，線電壓總是超前于對應的相電壓30°。 根據(jù)相量圖的幾何關系可知，線電壓也是對稱的，數(shù)量是是相電壓的，即 2、三相五線制供電 目前，許多新建的民用建筑在配電布線時，已采用三相五線制，設有專門的保護零線。 三相電源繞組的六個引出端依次首尾相接連成一個閉環(huán)，由三個連接點分別向外引出三根火線的供電方式，稱為三相電源的三角形連接（常用“Δ”標記）。 線電壓等于相電壓，即 其數(shù)值表達式為 三相電源三角形連接，在電動勢對稱時三相電壓的相量之和等于零，即 三相電源繞組作三角形連接時，各相繞組的首、尾端決不能接反。否則，將在電源內(nèi)部引起環(huán)電流把電源燒毀，因此，在實際生產(chǎn)中發(fā)電機繞組很少接成三角形。 各相負載相同的三相負載稱為對稱三相負載。 各相負載不同的三相負載稱為不對稱三相負載。 一、負載的星形連接 三相負載分別接在三相電源的一根相線和中線之間的接法稱為三相負載的星形連接（常用“Y”標記）。 負載兩端的電壓稱為負載的相電壓。 在忽略輸電線上的電壓降時，負載的相電壓就等于電源的相電壓，電源的線電壓為負載相電壓的 倍，即 流過每相負載的電流稱為相電流。 流過每根相線的電流稱為線電流。 線電流和相電流的大小關系為 對于感性負載來說，各相電流滯后對應電壓的角度，即 1．對稱三相負載 負載星形連接時，中線電流為各相電流的相量和。在三相對稱電路中，由于各相負載對稱，所以流過三相電流也對稱，其相量和為零，即 三相對稱負載星形連接時中線電流為零，因此取消中線也不會影響三相負載的正常工作，三相四線制實際變成了三相三線制。 2．不對稱三相負載 三相負載不對稱時，雖然阻抗端電壓相量也對稱，但相電流相量不對稱，因此構成不對稱三相電路。在不對稱三相電路中，中線不允許斷開，因為一旦中線斷開，星接三相不對稱負載端的電壓就會出現(xiàn)嚴重不平衡 。 二、負載的三角形連接 把三相負載分別接在三相電源每兩根相線之間的接法稱為三角形連接（常用“Δ”標記） 在三角形連接中，負載的相電壓和電源的線電壓大小相等，即 。 三相對稱負載做三角形連接時的相電壓是作星形連接時的相電壓的 倍。 線電流和相電流的關系為 三、三相負載的功率 若三相負載對稱，各相負載相電壓、相電流的有效值相等，功率因數(shù)也相等，因此上式可寫成為 式中，阻抗角是指負載相電壓和相電流之間的相位差，而不是線電壓和線電流之間的相位差。 在對稱三相電路中，當負載Y接時，有功功率為 在對稱三相電路中，當負載Δ接時，有功功率為 因此，無論是Y接還是Δ接，各相功率都是相等的，此時三相總功率是各相負載功率的3倍，即 需要指出的是，這樣的表達并非指負載Y接和Δ接時功率相等�？梢宰C明，一定時，相同負載Y接時的功率PY與Δ接時的功率PΔ之間的關系為 §6-3 提高功率因數(shù)的意義和方法 企業(yè)所用交流設備多數(shù)為感性負載，如電動機、變壓器、感應加熱爐、電磁鐵、帶鎮(zhèn)流器的熒光燈等，計算它們的有功功率公式為 是功率因數(shù)，它是電力系統(tǒng)的一個重要的技術數(shù)據(jù)。 一、提高功率因數(shù)的意義 1.電源設備的容量與功率因數(shù)的關系 解：熒光燈功率因數(shù) =0.4，有功功率都為50W，則熒光燈的視在功率S1 而電源的容量S＝50kVA，因此其所能負載的熒光燈的盞數(shù)為 由于白熾燈是純電阻器件，其功率因數(shù)為1，因此其所能負載的白熾燈的盞數(shù)為 又如，某用戶所需有功功率為50kW，當功率因數(shù)0.4時需要125 kVA（=50kW/0.4）的變壓器；如果將功率因數(shù)提高到0.9，變壓器的容量只要55 kVA（=50kW/0.9）就行了。 2. 減小供電線路的功率損耗 當負載的有功功率和電壓一定時，線路的電流為 可見，在電源電壓一定的情況下，對于相同功率的負載，功率因數(shù)越小，線路中的電流就越大，消耗在輸電線路和設備上的功率損耗就增加越大。反之，提高功率因數(shù)會大大降低線路損耗。 二、功率因數(shù)的提高 1. 提高自然功率因數(shù) 用電設備本身的功率因數(shù)又稱自然功率因數(shù)。 合理選用電動機，使電動機的容量與被拖動的機械負載配套，避免“大馬拖小車”的現(xiàn)象。 應盡量不要讓電動機空轉；對于負載有變化且經(jīng)常處于輕載運行狀態(tài)的電動機，在運行過程中，采用△—Y接線的自動轉換，使電路的功率因數(shù)提高。 2. 并接電容器補償 在工廠供配電系統(tǒng)中，可采用個別補償、分組補償、集中補償?shù)炔煌�的補償方式。 如果電容器的額定電壓與電網(wǎng)電壓相同，應采用三角形接法。 功率因數(shù)一般補償?shù)?.9以上即可，如果用過大的電容器，反而會致使電路成為容性，功率因數(shù)反而降低了。6MX紅軟基地

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