三相电路中的电源、负载和线路阻抗三者中只要有一项不对称,就称为不对称三相电路。在电力系统中,电源一般是对称的,而负载不对称是常见的。实际工作
中不对称三相电路大量存在。首先是大量的单相负载开关频繁,导致三相很难完全对称;其次是对称三相电路发生故障时,如断线、短路等,也就成了不对称三相电路。本章只讨论不对称负载星形连接的情况。
一、中点电压法
中点电压法是指先用弥尔曼定理先求出中点之间的电压,然后根据相量法,求出各相的电压与电流,这种方法称为中点电压法。如图4-14电路所示,电源对称、负载不对称的三相四线制电路。
UN'NUUUABCZAZBZC1111ZAZBZCZNUUUAANNUUUBBNNUUUCCNNIAIBICINUAZAUBZBUCZCUNNZN二、中点位移及中线的作用
通过图4-15(a)的分析,中性点位移使负载电压不对称,有的负载相电压低于电压源电压,而有的负载相电压又高于电压源电压,甚至可能高过电压源的线电压。负载变化,中性点电压也会随着变化,各相负载电压也都会跟着改变。
三相电路中,如果三相负载真的很对称,由于中性线不起作用,那么就也可以不装设,但负载不对称是客观存在的。对于不对称的星形连接负载,如果装设了中性线,而且中性线阻抗很小,就能迫使中性点电压很小,如图4-15(b)所示,从而使负载电压差不多等于电源相电压,基本能使得负载相电压处于对称状态,各相负载的工作也能保持其独立性而互不影响,这也就是中线的作用。所以三相星形连接的照明负载都装设了中性线。照明负载虽然不对称,但配电可以接近对称,中性线电流虽不为零,但非常小。所以中性线一般比火线细。但如果中性线断开,就会产生中性点位移,电路便不能稳定地工作在正常电压下,有时可能会造成很大的危害(因为有的负载相可能会出现很高的电压)。所以三相四线制电路中,中性线要有足够的机械强度,同时中性线上不能装设熔断器和开关。
【例4-5】星形连接的对称三相三线制电路,试分析下列两种情况下,各相负载相电压得变化情况:(1)图4-16(a)所示A相负载开路;(2)图4-16(b)所示A相负载短路。
解(1)A相负载开路
UN'NUUBCUZZA112ZZUU1.5UUAANNAUU0.5UUBBNNBCUU0.5UUCCNNBC(2)A相负载短路, 各相负载电压为
0UAUUBBAUUCCA【例4-6】如图4-17所示电路为一相序测定仪,
是一个简单的星形连接的不对称电路。已知11R三相电源对称,求灯泡承GC受的电压,并说明确定相序的方法。
U0设UAPUNNGUGUjCUjUU120U120ABCPPP(0.2j0.6)UP0.63UP108jC2Gj2UBUNNUP1200.63UP1081.5UP102UB1.5UPUB0.4UPUCUCUNNUP1200.63UP1080.4UP138UC根据上述结果可以确定:以正序来考虑,若电容接A相,灯
泡电压高(灯泡更亮些)的那相为电容所在相得后续相,即B相;灯泡电压低(灯泡更暗些)的那相为C相。
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