三相交流电路电压电流的分析与测量

三相交流电路电压、电流的分析与测量一、实验目的1．掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法，验证这两种接法时线、相电压及线、相电流之间的关系。2．充分理解三相四线供电系统中中线的作用。二、原理说明1．三相负载可接成星形（又称“Ｙ”接）或三角形(又称△接)，当三相对称负载作Y形联接时，线电压Ul是相电压Up的3倍。线电流Il等于相电流Ip，即Ul＝3UpIl＝Ip当采用三相四线制接法时，，流过中线的电流I0＝0，所以可以省去中线。当对称三相负载作△形联接时，有I1=3Ip,U1=Up2．不对称三相负载作Y联接时,必须采用三相四线制接法，即Y0接法。而且中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。倘若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压过高，使负载遭受损坏；负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作。尤其是对于三相照明负载，无条件地一律采用Y0接法。3．当不对称负载作△接时，Il≠3Ip，但只要电源的线电压Ul对称，加在三相负载上的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。三、实验设备及器件序号名称型号与规格数量备注1三相交流电源3Φ0～220V12三相自耦调压器13交流电压表14交流电流表15三相灯组负载15W/220V白炽灯9DGJ-046电门插座3DGJ-04四、实验内容1．三相负载星形联接（三相四线制供电）按图6-3-3-1线路组接实验电路。即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源,将三相调压器的旋柄置于三相电压输出为0V的位置，经指导教师检查后。方可合上三相电源开关，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220V，按表6-3-3-1数据表格所列各项要求分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流（相电流）、中线电流、电源与负载中点的电压，记录之。并观察各相灯组亮暗的变化程度，特别要注意观察中线的作用。图6-3-3-1三相负载星形联接的实验线路2．负载三角形联接（三相三线制供电）按图6-3-3-2改接线路，经指导教师检查合格后接通三相电源，调节调压器，使其输出线电压为220V，并按表6-3-3-2数据表格要求进行测试图6-3-3-2三相负载三角形联接的实验线路五、实验报告1．三相负载根据什么条件作星形或三角形连接？答：一般电机功率大于11kw就采用星－三角启动，否则采用三角形直接启动，一般不采用星形接法。2．试分析三相星形联接不对称负载在无中线情况下，当某相负载开路或短路时会出现什么情况？如果接上中线，情况又如何？答：在电源无中线且负载不对称情况下，那相的负载重那相的电压就低，如果接上中线，三相电压趋于平衡。3．本次实验中为什么要通过三相调压器将380V的市电线电压降为220V的线电压使用？答：为了实验人的安全和设备的安全。4．用实验测得的数据验证对称三相电路中的3关系。5．用实验数据和观察到的现象，总结三相四线供电系统中中线的作用。答：当三相负载不对称时，中线提供各相电流的回路。6．不对称三角形联接的负载，能否正常工作？实验是否能证明这一点？答：对于不对称负载作△接时，Il≠Ip，但只要电源的线电压Vl对称，加三相负载上的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响7．根据不对称负载三角形联接时的相电流值作相量图，并求出线电流值，然后与实验测得的线电流作比较，分析之。表6-3-3-1三相负载星形联接实验数据表测量数据负载情况开灯盏数线电流（A）线电压（V）相电压（V）中线电流I0(A)中点电压UNO(V)A相B相C相IAIBICUABUBCUCAUA0UB0UC0Yo接平衡负载3330.150.150.152202202201251251250.0150Y接平衡负载3330.150.150.1522022022012512512500Yo接不平衡负载1230.050.100.152202202201251251250.0850Y接不平衡负载1230.050.100.1522022022017014090048Yo接B相断开1断30.0500.152202202201251251250.130Y接B相断开1断30.0500.15220220220195210300100Y接B相短路1断30.060.240.2122022022022002200130注意：1．本实验采用三相交流市电，线电压为380V，应穿绝缘鞋进实验室。实验时要注意人身安全，不可触及导电部件，防止意外事故发生。2．每次接线完毕，同组同学应自查一遍，然后由指导教师检查后，方可接通电源，必须严格遵守先接线、后通电；先断电、后拆线的实验操作原则。3．星形负载作短路实验时，必须首先断开中线，以免发生短路事故。表6-3-3-2负载三角形联接实验数据表测量数负载情况开灯盏数线电压=相电压（V）线电流（A）相电流（A）A—B相B—C相C—A相UABUBCUCAIAIBICIABIBCICA△接三相平衡3332202202200.350.350.350.210.210.21△接三相不平衡1232202202200.240.180.300.070.140.21