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第六章 三相交流電路 三相交流電的優(yōu)點(diǎn) （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(jì)且便于接入負(fù)載； （4）用電設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。 一、三相交流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生 三相交流電動(dòng)勢(shì)由三相交流發(fā)電機(jī)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(gè)繞組在空間位置上彼此相隔120°。 當(dāng)轉(zhuǎn)子在原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下以角速度ω作逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，三相定子繞組依次切割磁感線，產(chǎn)生三個(gè)對(duì)稱的正弦交流電動(dòng)勢(shì)。 三個(gè)交流電動(dòng)勢(shì)到達(dá)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(diǎn)引出并接地。 根據(jù)上述關(guān)系，應(yīng)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(duì)應(yīng)的相電壓30°。 根據(jù)相量圖的幾何關(guān)系可知，線電壓也是對(duì)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(shí)，已采用三相五線制，設(shè)有專門的保護(hù)零線。 三相電源繞組的六個(gè)引出端依次首尾相接連成一個(gè)閉環(huán)，由三個(gè)連接點(diǎn)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(biāo)記）。 線電壓等于相電壓，即 其數(shù)值表達(dá)式為 三相電源三角形連接，在電動(dòng)勢(shì)對(duì)稱時(shí)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(shí)，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(shí)際生產(chǎn)中發(fā)電機(jī)繞組很少接成三角形。 各相負(fù)載相同的三相負(fù)載稱為對(duì)稱三相負(fù)載。 各相負(fù)載不同的三相負(fù)載稱為不對(duì)稱三相負(fù)載。 一、負(fù)載的星形連接 三相負(fù)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(fù)載的星形連接（常用“Y”標(biāo)記）。 負(fù)載兩端的電壓稱為負(fù)載的相電壓。 在忽略輸電線上的電壓降時(shí)，負(fù)載的相電壓就等于電源的相電壓，電源的線電壓為負(fù)載相電壓的 倍，即 流過每相負(fù)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(guān)系為 對(duì)于感性負(fù)載來說，各相電流滯后對(duì)應(yīng)電壓的角度，即 1．對(duì)稱三相負(fù)載 負(fù)載星形連接時(shí)，中線電流為各相電流的相量和。在三相對(duì)稱電路中，由于各相負(fù)載對(duì)稱，所以流過三相電流也對(duì)稱，其相量和為零，即 三相對(duì)稱負(fù)載星形連接時(shí)中線電流為零，因此取消中線也不會(huì)影響三相負(fù)載的正常工作，三相四線制實(shí)際變成了三相三線制。 2．不對(duì)稱三相負(fù)載 三相負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，雖然阻抗端電壓相量也對(duì)稱，但相電流相量不對(duì)稱，因此構(gòu)成不對(duì)稱三相電路。在不對(duì)稱三相電路中，中線不允許斷開，因?yàn)橐坏┲芯�斷開，星接三相不對(duì)稱負(fù)載端的電壓就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重不平衡 。 二、負(fù)載的三角形連接 把三相負(fù)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(biāo)記） 在三角形連接中，負(fù)載的相電壓和電源的線電壓大小相等，即 。 三相對(duì)稱負(fù)載做三角形連接時(shí)的相電壓是作星形連接時(shí)的相電壓的 倍。 線電流和相電流的關(guān)系為 三、三相負(fù)載的功率 若三相負(fù)載對(duì)稱，各相負(fù)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(fù)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(duì)稱三相電路中，當(dāng)負(fù)載Y接時(shí)，有功功率為 在對(duì)稱三相電路中，當(dāng)負(fù)載Δ接時(shí)，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(shí)三相總功率是各相負(fù)載功率的3倍，即 需要指出的是，這樣的表達(dá)并非指負(fù)載Y接和Δ接時(shí)功率相等�？梢宰C明，一定時(shí)，相同負(fù)載Y接時(shí)的功率PY與Δ接時(shí)的功率PΔ之間的關(guān)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(shè)備多數(shù)為感性負(fù)載，如電動(dòng)機(jī)、變壓器、感應(yīng)加熱爐、電磁鐵、帶鎮(zhèn)流器的熒光燈等，計(jì)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(gè)重要的技術(shù)數(shù)據(jù)。 一、提高功率因數(shù)的意義 1.電源設(shè)備的容量與功率因數(shù)的關(guān)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(fù)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(fù)載的白熾燈的盞數(shù)為 又如，某用戶所需有功功率為50kW，當(dāng)功率因數(shù)0.4時(shí)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(dāng)負(fù)載的有功功率和電壓一定時(shí)，線路的電流為 可見，在電源電壓一定的情況下，對(duì)于相同功率的負(fù)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(shè)備上的功率損耗就增加越大。反之，提高功率因數(shù)會(huì)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(shè)備本身的功率因數(shù)又稱自然功率因數(shù)。 合理選用電動(dòng)機(jī)，使電動(dòng)機(jī)的容量與被拖動(dòng)的機(jī)械負(fù)載配套，避免“大馬拖小車”的現(xiàn)象。 應(yīng)盡量不要讓電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)；對(duì)于負(fù)載有變化且經(jīng)常處于輕載運(yùn)行狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)，在運(yùn)行過程中，采用△—Y接線的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，使電路的功率因數(shù)提高。 2. 并接電容器補(bǔ)償 在工廠供配電系統(tǒng)中，可采用個(gè)別補(bǔ)償、分組補(bǔ)償、集中補(bǔ)償?shù)炔煌�的補(bǔ)償方式。 如果電容器的額定電壓與電網(wǎng)電壓相同，應(yīng)采用三角形接法。 功率因數(shù)一般補(bǔ)償?shù)?.9以上即可，如果用過大的電容器，反而會(huì)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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