负载Y形连接时,三相电源可以是Y形连接,也可以是△形连接。
对于Y-Y形连接的对称三相电路,如图8-13(a)所示,其中,每相负载阻抗均为Z,中线的阻抗为ZN,线路阻抗为Zl。N为三相电源的中性,N′为负载的中性点。
图8-13
(a)Y-Y连接三相电路;(b)一相计算电路
以N点为参考点,对N′点列写节点方程为
由于对称三相电路有,所以有,即N,N′两点等电位,可将其短路,且其中电流为零,这样便可将三相电路的计算化为单相电路的计算,如图8-13(b)所示。各相电源和负载中的相电流等于线电流,它们分别为
对于△-Y形连接的对称三相电路,如图8-14(a)所示,为三相三线制电路,其中,每相负载阻抗均为Z,线路阻抗为Zl。根据三相电路的特点,△形连接电源的线电压与相电压相等,所以,可将△形连接电源等效为Y形连接的电源,如图8-14(b)所示,则有
因此可将△-Y形连接的三相电路等效为Y-Y连接电路,然后按Y-Y连接的对称三相电路分析方法来分析计算。
图8-14
(a)△-Y连接三相电路;(b)△形连接等效为Y形连接电路
综上所述可得如下结论:
(1)Y-Y连接的对称三相电路中,电源中点与负载中点等电位。有无中线对电路情况没有影响。
(2)Y-Y连接的对称三相电路中,各相电压、电流都是对称的,可采用一相(A相)等效电路计算。其他两相的电压、电流可按对称关系直接写出。
(3)在负载Y形连接的对称三相电路中,负载电压和电流具有如下特点:
①线电流等于相电流,即;
②线电压的有效值是相电压的有效值的倍,即,且三个线电压的相位分别超前相应相电压30°;
③线电压、相电压、线电流、相电流分别都是大小相等,相位依次相差120°,即它们分别都是对称组。
例8-1 对称三相电路如图8-13(a)所示。已知负载阻抗Z=5+j6Ω,输电线阻抗Zl=1+j2Ω,对称电源的相电压有效值为220V。求电路中负载电流、负载端的线电压和相电压。
解 因为是对称三相电路,所以可用单相等效电路来计算。选择A的相电压为参考相量,即有
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则A相的线(相)电流为
由对称性可得其他两相的线(相)电流分别为
A相负载的相电压为
由对称性可得其他两相的相电压,分别为
由KVL可得三相负载的线电压分别为
例8-2 一个连接成Y形的对称负载接在线电压为380V的对称三相电源上(无中线),负载每相阻抗为Z=(8+j6)Ω。(1)求负载相电压和相电流,作电压、电流相量图;(2)设C相断线,重求各相的电压和电流;(3)设C相负载短路,再求各相电压和相电流。
解 设电源为Y形连接,电源A相电压相量为,则电源线电压分别为
(1)设电源连接如图8-15(a)所示。化为单相计算,如图8-15(b)所示。因为负载为Y形连接,所以负载相电压为
又因为Z=(8+j6)Ω=10∠36.86°Ω,相电流
电压、电流相量图如图8-15(c)所示。
(2)C相断线时,,电源线电压降落在AB相上,如图8-14(d)所示。
图8-15 例8-2图
(3)C相负载短路时,如图8-15(e)所示。
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