第一節三相交流電源
一、三相交流電動勢的產生
1．對稱三相電動勢
振幅相等、頻率相同，在相位上彼此相差120 的三個電動勢稱為對稱三相電動勢。對稱三相電動勢瞬時值的數學表示式為
第一相(u相)電動勢e1=emsin( t)
第二相(v相)電動勢： e2 = emsin( t 120 )
第三相(w相)電動勢： e3 = emsin( t 120 )
顯然，有e1 e2 e3 = 0。波形圖與相量圖如圖10-1所示。
2．相序
三相電動勢達到最大值(振幅)的先後次序叫做相序。e1比e2超前120 ，e2比e3超前120 ，而e3又比e1超前120 ，稱這種相序稱為正相序或順相序；反之，如果e1比e3超前120 ，e3比e2超前120 ，e2 比e1超前120 ，稱這種相序為負相序或逆相序。
相序是乙個十分重要的概念，為使電力系統能夠安全可靠地執行，通常統一規定技術標準，一般在配電盤上用黃色標出u相，用綠色標出v相，用紅色標出w相。
二、三相電源的連線
三相電源有星形(亦稱y形)接法和三角形(亦稱形)接法兩種。
1．三相電源的星形(y形)接法
將三相發電機三相繞組的末端u2、v2、w2(相尾)連線在一點，始端u1、v1、w1(相頭)分別與負載相連，這種連線方法叫做星形(y形)連線。如圖10-2所示。
從三相電源三個相頭u1、v1、w1引出的三根導線叫作端線或相線，俗稱火線，任意兩個火線之間的電壓叫做線電壓。y形公共聯結點n叫作中點，從中點引出的導線叫做中線或零線。由三根相線和一根中線組成的輸電方式叫做三相四線制(通常在低壓配電中採用)。
每相繞組始端與末端之間的電壓(即相線與中線之間的電壓)叫做相電壓，它們的瞬時值用u1、u2、u3來表示，顯然這三個相電壓也是對稱的。相電壓大小(有效值)均為
u1 = u2 = u3 = up
任意兩相始端之間的電壓(即火線與火線之間的電壓)叫做線電壓，它們的瞬時值
用u12、u23、u31來表示。ｙ形接法的相量圖如圖10-3所示。
顯然三個線電壓也是對稱的。大小(有效值)均為
u12 = u23 = u31 = ul =up
線電壓比相應的相電壓超前30 ，如線電壓u12比相電壓u1超前30 ，線電壓u23比相電壓u2超前30 ，線電壓u31比相電壓u3超前30 。
2．三相電源的三角形(△形)接法
將三相發電機的第二繞組始端v1與第一繞組的末端 u2相連、第三繞組始端w1與第二繞組的末端v2相連、第一繞組始端u1與第三繞組的末端w2相連，並從三個始端u1、v1、w1引出三根導線分別與負載相連，這種連線方法叫做三角形(△形)連線。顯然這時線電壓等於相電壓，即
ul = up
這種沒有中線、只有三根相線的輸電方式叫做三相三線制。
特別需要注意的是，在工業用電系統中如果只引出三根導線(三相三線制)，那麼就都是火線(沒有中線)，這時所說的三相電壓大小均指線電壓ul；而民用電源則需要引出中線，所說的電壓大小均指相電壓up。
解：(1) 三相電源y形接法：相電壓up = e = 220 v，線電壓ul up = 380 v
(2) 三相電源形接法：相電壓up = e = 220 v，線電壓ul = up = 220 v。
第二節三相負載的連線
一、負載的星形聯結
三相負載的星形聯結如圖10-4所示。
該接法有三根火線和一根零線，叫做三相四線制電路，在這種電路中三相電源也是必須是y形接法，所以又叫做y－y接法的三相電路。顯然不管負載是否對稱(相等)，電路
中的線電壓ul都等於負載相電壓uyp的倍，即
ul =uyp
負載的相電流iyp等於線電流iyl，即
iyl = iyp
當三相負載對稱時，即各相負載完全相同，相電流和線電流也一定對稱(稱為y－y形對稱三相電路)。即各相電流(或各線電流)振幅相等、頻率相同、相位彼此相差120 ，並且中線電流為零。所以中線可以去掉，即形成三相三線制電路，也就是說對於對稱負載來說，不必關心電源的接法，只需關心負載的接法。
解：在對稱ｙ形負載中，相電壓
相電流(即線電流)為
二、負載的三角形聯結
負載做形聯結時只能形成三相三線制電路，如圖10-5所示。
顯然不管負載是否對稱(相等)，電路中負載相電壓u p都等於線電壓ul，即
u p = ul
當三相負載對稱時，即各相負載完全相同，相電流和線電流也一定對稱。負載的相電流為
線電流i l等於相電流i p的倍，即
解：在形負載中，相電壓等於線電壓，即u p = ul，則相電流
線電流解(1) 相電流
(2)線電流il = ip = 17.9 ma
(3)線電壓ul =up = 1732 v
第三節三相電路的功率
三相負載的有功功率等於各相功率之和，即
p = p1 p2 p3
在對稱三相電路中，無論負載是星形聯結還是三角形聯結，由於各相負載相同、各相電壓大小相等、各相電流也相等，所以三相功率為
其中為對稱負載的阻抗角，也是負載相電壓與相電流之間的相位差。
三相電路的視在功率為
三相電路的無功功率為
三相電路的功率因數為
解：每相阻抗均為，功率因數
(1) 負載做星形聯結時：
相電壓線電流等於相電流
負載的功率
(2) 負載做三角形聯結時：
相電壓等於線電壓u p = u l= 380 v，
相電流線電流i l=i p= 66 a
負載的功率
為py的3倍。
第四節安全用電
一、電流對人體的作用
人體因觸及高電壓的帶電體而承受過大的電流，以致引起死亡或區域性受傷的現象稱為觸電。觸電對人體的傷害程度，與流過人體電流的頻率、大小、通電時間的長短、電流流過人體的途徑、以及觸電者本人的情況有關。
觸電事故表明，頻率為50 ~ 100 hz的電流最危險，通過人體的電流超過50 ma(工頻)時，就會產生呼吸困難、肌肉痙攣、中樞神經遭受損害從而使心臟停止跳動以至死亡；電流流過大腦或心臟時，最容易造成死亡事故。
觸電傷人的主要因素是電流，但電流值又決定於作用到人體上的電壓和人體的電阻值。通常人體的電阻為800 至幾萬歐不等。通常規定36 v以下的電壓為安全電壓，對人體安全不構成威脅。
常見的觸電方式有單相觸電和兩相觸電。人體同時接觸兩根相線，形成兩相觸電，這時人體受380 v的線電壓作用，最為危險。單相觸電是人體在地面上，而觸及一根相線，電流通過人體流入大地造成觸電。
此外，某些電氣裝置由於導電絕緣破損而漏電時，人體觸及外殼也會發生觸電事故。
二、常用的安全措施
為防止發生觸電事故，除應注意開關必須安裝在火線上以及合理選擇導線與熔絲外，還必須採取以下防護措施。
(1) 正確安裝用電裝置電氣裝置要根據說明和要求正確安裝，不可馬虎。帶電部分必須有防護罩或放到不易接觸到的高處，以防觸電。
(2) 電氣裝置的保護接地把電氣裝置的金屬外殼用導線和埋在地中的接地裝置連線起來，叫做保護接地，適用於中性點不接地的低壓系統中。電氣裝置採用保護接地以後，即使外殼因絕緣不好而帶電，這時工作人員碰到機殼就相當於人體和接地電阻併聯，而人體的電阻遠比接地電阻大，因此流過人體的電流就很微小，保證了人身安全。
(3) 電氣裝置的保護接零保護接零就是在電源中性點接地的三相四線制中，把電氣裝置的金屬外殼與中性線連線起來。這時，如果電氣裝置的絕緣損壞而碰殼，由於中性線的電阻很小，所以短路電流很大，立即使電路中的熔絲燒斷，切斷電源，從而消除觸電危險。
(4) 使用漏電保護裝置漏電保護裝置的作用主要是防止由漏電引起的觸電事故和單相觸電事故；其次是防止由漏電引**災事故以及監視或切除一相接地故障。有的漏電保護裝置還能切除三相電動機的斷相執行故障。
三相正弦交流電路分析試題
題11題12 12.如圖所示電路中，線電壓ul 380v，試求 1 線路總電流 2 三相總功率p，q，s。13.如圖所示電路中，已知 試求 1 線電流 2 三相負載總功率p，q，s 3 兩隻瓦特表w1和w2的讀數 參閱教材第14章14.6.2節 題13題14 14.如圖所示電路中，電流錶a1和a2的...
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