4.2.1-三相负载的星形连接（教案）-《电工技术与基础》同步教学（电子工业出版社第2版 ）

教案 编号：PTzZ-369 流水号：68 （首页）共 4页 课程 《电工技术与基础》 一体化 理论 章节（课题）及内容 三相负载的星形连接 班级日期 中职 2024.05 授课方式 讲授与任务驱动相结合 课时 1 作业题数 1 拟用时间 40分钟 教学目标 使学生理解以下理论知识： · 理解三相负载星形连接的基本概念和特点。 · 掌握星形连接下三相负载的电压和电流计算。 · 学会分析和解决星形连接的三相负载实际问题。 教学资源准备 多媒体设备 课本教材 学生练习素材 教学重点 1. 三相负载星形连接的基本概念和特点。 2. 星形连接下三相负载的电压和电流计算。 教学难点 1. 星形连接下三相负载的电压和电流计算。 2. 星形连接的三相负载实际问题分析。 教学方法 讲授法、任务驱动法、演示法、体验探究法等。 1. 讲授法：通过教师的讲解，传授三相负载星形连接的基本知识和分析方法。 2. 讨论法：鼓励学生提出问题，进行讨论，加深对三相负载星形连接的理解。 3. 实验法：通过实验验证理论推导，培养学生的动手能力和实践能力。 授课教师： 审阅签名： 教学过程 教学活动内容 时间分配教学方法 课前导入 1. 回顾三相交流电源的基本概念，如相序、相角和线电压等。 2. 引入三相负载星形连接在实际应用中的重要性，激发学生的学习兴趣。 2分钟 讲授新课 练习指导 三相负载星形连接的基本概念是将三相负载的末端连接到一起，从三个首端分别引出三条线与三相电源相连。这种连接方式使得负载的相电压与电源的相电压相等，而线电压则等于相电压的根号3倍。 在星形连接中，流过每条相线的电流与流过每相负载的电流相等，即线电流等于相电流。这意味着，如果三相负载的阻抗相等、功率因数角相等且具有同样的性质（即均为感性或容性），这样的负载称为平衡负载。在这种情况下，中性线中没有电流通过，因此可以将中性线省去，改为三相三线供电。 然而，如果三相负载不平衡，即阻抗不等或阻抗角不等，或阻抗角大小虽然相等，但阻抗性质不同，那么中性线中就会有电流通过。在这种情况下，中性线的作用就不仅仅是提供返回路径，还需要承担不平衡电流的传输。 总之，三相负载星形连接是一种常见的连接方式，它具有简单、经济、安全可靠等优点。但在实际应用中，需要根据负载的性质和电源的情况选择合适的连接方式，以确保系统的稳定运行。 ### 星形连接下三相负载的电压和电流计算 在三相负载星形连接中，电压和电流的计算基于以下几个基本概念： 1. **相电压（Phase Voltage）**：指任意一相负载两端的电压。在星形连接中，相电压等于电源的相电压。 2. **线电压（Line Voltage）**：指任意两相之间的电压。在星形连接中，线电压等于相电压的√3倍。 3. **相电流（Phase Current）**：指流过每相负载的电流。 4. **线电流（Line Current）**：指流过电源线的电流。在星形连接中，线电流等于相电流。 #### 计算公式： - **线电压（U_L）**：U_L = U_φ × √3，其中 U_φ 是相电压。 - **相电流（I_φ）**：I_φ = P / (U_φ × cosφ)，其中 P 是功率，cosφ 是功率因数。 - **线电流（I_L）**：I_L = I_φ，因为在星形连接中线电流等于相电流。 #### 实际问题的分析与解决： 1. **不平衡负载**：如果三相负载不平衡，即各相的阻抗不相等，那么中性线中将会有电流流过。在这种情况下，需要分别计算各相的电流，并检查中性线的电流是否超过其额定值。 2. **功率因数校正**：如果负载的功率因数较低，可能会导致电网的电压和电流波形畸变，增加电网的损失。此时，可以通过安装无功补偿装置（如电容器）来提高功率因数，减少电网损耗。 3. **电压调整**：在实际运行中，由于负载的变化，电网的电压可能会偏离额定值。这时，可以通过调整变压器分接头或使用电压调节器来维持电压的稳定。 4. **故障诊断**：当三相负载出现故障时，如断相、短路等，可以通过测量线电压和线电流来判断故障类型和位置，并采取相应的措施进行修复。 通过掌握星形连接下三相负载的电压和电流计算，以及学会分析和解决实际问题，可以有效地管理和维护三相电力系统，确保其安全、高效运行。 10分钟 7分钟 自主学习 8分钟 练习训练 · 设计一个星形连接的三相负载系统，给出各元件的参数，计算负载的电流和电压。 · 分析星形连接的三相负载在不同电压和频率下的性能变化。 · 利用相量法，求解星