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《电工基本电路的安装与测试（第2版）》项目7教案
项目7 安装与测试三相交流电路
【项目目标】
◎熟悉三相正弦对称电源和相序的概念，知道电力系统的供电制式。
◎会安装、测试三相负载星形连接、三角形连接电路。
◎会分析三相负载星形连接、三角形连接电路的特点，计算电路的功率。
◎会安装动力电源配电板。
◎熟悉接地的种类与作用，知道用电保护的措施。
【参考学时】
35学时
任务1 认识三相交流电源
【教学目标】
●熟悉三相正弦对称电源和相序的概念。
●知道电力系统的供电制式。
●会分析三相交流电源的相电压和线电压。
【教学重点】
三相交流电源的相电压与线电压关系
【教学难点】
三相交流电源的相电压与线电压关系
【参考学时】
4学时
【教学过程】
一、任务导入
列举三相电路实例，让学生认识三相交流电，激发学生学习兴趣。
二、任务实施
1.认识三相交流电源
如图所示是实训室常用的三相四线制电源及电源插座。
三相四线制电源及电源插座
三相交流电是通过三相交流发电机获得，如图（a）所示。三相交流发电机与单相交流发电机的结构相似，由定子和转子组成。当转子匀速旋转时，3个绕组由于切割磁感线而产生3个不同相位的三相交流电，如图（b）和（c）所示。
（a）简单三相交流发电机 （b）三相交流电的波形图 （c）三相交流电的矢量图
三相交流电
在工程上，最大值相等、频率相同、相位互差120°的三个正弦电动势，称为三相对称电动势。各相电动势的瞬时值表达式为
三相对称电动势随时间按正弦规律变化，它们到达最大值（或零值）的先后次序，称为相序。
三个电动势按顺时针方向的次序到达最大值（或零值），即按U V W U的顺序，称为正序或顺序；若按逆时针方向的次序到达最大值（或零值），即按U W V U的顺序，称为负序或逆序。
2．认识三相电源的连接
工程上，三相电源是按照一定的方式连接后再向三相负载供电的，通常采用星形连接方式。
将三相发电机绕组的三个末端U2、V2、W2连接成公共点，三个首端U1、V1、W1分别与负载连接，这种连接方式称为星形连接，用符号“Y”表示。
三个末端U2、V2、W2连接成的公共点称为中性点（中点）或零点，用符号“N”表示，从中点引出的导线称为中性线（中线）或零线，一般用黑色线或白色线；从三相绕组首端引出的三根导线称为相线或火线，分别用符号“U、V、W”表示，用黄、绿、红三种颜色区分。
由三根相线和一根中线组成的供电系统称为三相四线制供电系统，用符号“Y0”表示，通常在低压配电系统中采用；在高压输电系统中，通常采用只由三根相线组成的三相三线制供电系统，用符号“Y”表示。
三相电源的星形连接
3. 测量三相交流电源的电压
接通电源，合上隔离开关和低压断路器，用万用表交流电压挡分别测量三相相线和一根中线之间的电压，将测量结果填入表中。
测量三相交流电源的电压记录
测量端点 U－V V－W W－U U－N V－N W－N
电压数值/V
4. 分析三相交流电源的线电压与相电压关系
三相四线制供电系统可输送两种电压，即相电压和线电压。
相线与中线之间的电压，称为相电压。分别用符号“UU、UV、UW”表示U、V、W各相电压的有效值，通用符号用“UP”表示。
相线与相线之间的电压，称为线电压。分别用符号“UUV、UVW、UWV”表示UV、VW、WV之间的电压有效值，通用符号用“UL”表示。线电压与相电压之间的关系为
=
=
=
由此作出相应的矢量图，如图所示。
三相四线制电源电压矢量图
线电压UUV与相电压UU之间的数量关系为
UUV=UU
同理可得：
UVW=UV
UWU＝UW
因此，线电压与相电压之间的数量关系为
UL=UP
由矢量图还可以看出：线电压与相电压的相位关系为线电压超前相应的相电压30°。
因此，相电压是对称的，线电压也是对称的。
【例7.1】已知三相四线制供电系统中，V相电动势的瞬时值表达式为eV=380sin（ t－）V，按正序写出eU、eW的瞬时值表达式。
解：由矢量图可知，eU、eW的瞬时值表达式为
eU＝380sin( t＋) V
eW＝380sin( t+) V
三、任务评价
请将“安装三相电源配电板”的操作过程、收获体会及实训评价填入“任务评价表”。
实训评价表
课题 项目7 任务1 认识三相交流电源
班级 姓名 学号 日期
实训过程记录 任务实施
仪器仪表使用
安全文明生产
团队协作
实训 收获
实训 体会
实训评价 评定人 评　　　　　　语 等级 签名
自己评
同学评
老师评
综合评 定等级
开始时间 结束时间 实际时间
四、任务拓展
1. 电能的生产
电能主要是由发电厂生产的，发电厂是把其他形式的能量转变成电能的场所。目前，常见的类型主要有火力发电厂、水力发电厂和原子能发电厂等。
2.电能的输送
电能的输送又称输电。从发电厂发出的电能，先经过升压变压器将电压升高，用高压输电线送到远方用户附近，再经过降压变压器降低电压，供给用户使用。输电的距离越长，输送容量越大，输电电压升得越高。一般情况下，输电距离在50km以下，采用35kV电压；输电距离在100km左右，采用110kV电压；输电距离在2 000km以上，采用220kV或更高的电压。
电能的输送一般需经过变电、输电和配电三个环节。
3.中国电力工业发展成就
新中国成立是中国电力工业发展的重大转折点。中国电力工业经历了由弱变强、由落后变先进的发展历程，取得举世瞩目的巨大发展成就：第一，全国电力生产规模和用电规模增长超千倍：发电装机增长超过1000倍、发电量增加超过1600倍 ；用电量增长超过1900倍、人均用电量增长630倍。发电能力从新中国成立初期的世界落后水平，进入世界先进行列，为中国经济建设提供了价格可承受的电力供应。第二，全国电网规模增长数百倍：电网线路长度增长290倍、通电率达100% 。电力供应从难以保障进入高可靠性水平阶段，电网规模稳步发展，电压等级不断提升，建成世界上覆盖范围最广、能源资源配置能力最为强大、运行水平最高的电网。第三，全国清洁电力增长数千倍：清洁发电装机增长4600倍、清洁能源发电量增长2910倍 。电源结构从一煤独大到多种能源发电并举，清洁能源装机规模和发电量不断扩大，电源结构持续优化。第四，电力工业技术水平和装备能力大幅提升，特高压输电技术、新能源发电并网技术、核电技术和发电设备生产能力步入世界先进行列。第五，电力技术创新与电力国际合作取得重大进展，电力体制机制日趋完善。中国电力工业发展为中国经济快速发展提供了可靠的电力保障。
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