三相交流电路电压、电流的分析与测量(含数据处理)

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，验证这两种接法时线、相电压及线、相电流之间的关系。 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 倍。线电流Il 等于相电流Ip，即 Ul＝ Up      Il＝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= Ip,      U1=Up 2．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≠ Ip，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 与规格 数量 备注 1 三相交流电源 3Φ 0～220V 1   2 三相自耦调压器   1   3 交流电压   1   4 交流电流表   1   5 三相灯组负载 40W/220V白炽灯 9 DGJ-04 6 电门插座   3 DGJ-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，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# 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 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 IA IB IC UAB UBC UCA UA0 UB0 UC0 Y接平衡负载 3 3 3 0.546 0.546 0.546 381 381 381 220 220 220 0.097mA 7.575mv Yo接平衡负载 3 3 3 0.546 0.546 0.546 381 381 381 220 220 220 0.09mA 7.575mv Y接不平衡负载 1 2 3 0.229 0.379 0.417 381 381 381 276.8 229 168 0.315 63.5 Yo接不平衡负载 1 2 3 0.229 0.379 0.417 381 381 381 276.8 229 168 0.315 0 Yo接B相断开 1 断 3 0.182 0 0.546 381 381 381 220 220 220 0.481 0 Y接B相断开 1 断 3 0.023 0 0.236 381 381 381 285.8 343.45 95.3 0 145.5 Y接B相短路 1 断 3 0.315 0 0.945 381 381 381 318 0 381 0 220                                                           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 UAB UBC UCA IA IB IC IAB IBC ICA △接三相平衡 3 3 3 220 220 220 0.945 0.945 0.945 0.545 0.545 0.545 △接三相不平衡 1 2 3 220 220 220 0.656 0.481 0.793 0.182 0.364 0.545