实验4--三相电路电压电流及功率的测量

实验4三相电路中电压和电流的测量一.实验的目的1、实行三相负荷星形连接和三角形连接；2.了解三相线电压与相电压、线电流和相电流之间的关系；3.了解零线在三相四线供电系统中的作用；4、观察线路故障情况；5、学会用功率计测量三相电路的功率。二。原则解释1.三相电压和电流的测量电源采用三相四线制向负载供电，三相负载可以连接成星形(也称为“Y”)或三角形(也称为“”)。当三相对称负载以“Y”形连接时，线电压UL是相电压UP的两倍，并且线电流IL等于相电流IP，也就是说，流过中性线的电流IN=0；当进行“”连接时，线电压UL等于相电压UP，线电流IL是相电流IP的倍数，即：当不对称三相负载以“Y”连接时，必须采用“YO”连接方式，且中心线必须牢固连接，以确保三相不对称负载的各相电压等于电源的相电压(三相对称电压)。如果零线断开，将导致三相负载电压不对称，导致负载轻相相电压过高，对负载造成损坏，重相相电压过低，使负载无法正常工作。当“”连接用于不对称负载时，ILIp，但是只要电源的线电压UL是对称的，施加到三相负载的电压仍然是对称的，并且对每相负载的操作没有影响。本实验采用三相调压器的调压输出作为三相交流电源，三组白炽灯作为三相负载，用电流插头和插座测量线路电流、相电流和零线电流。2.三相功率的测量(1)三相四线制电源，负载星形连接(即Y0连接)图4-1对于三相不对称负载，使用三个单相功率计进行测量。测量电路如图4-1所示。三个单相功率计的读数是W1、W2和W3，那么三相功率P=W1、W2、W3。这种测量方法被称为三瓦特计法。对于三相对称负载，使用单相功率计进行测量。如果功率表读数为W，则三相功率P=3W，这称为一瓦特表法。(2)三相三线电源在三相三线供电系统中，无论三相负载是否对称，无论负载是“Y”接还是“”，三相负载的有功功率都可以用两瓦特表法测量。测量电路如图4-2所示。如果两个功率计的读数是W1和W2，三相功率和三相功率将是相同的。图4-2其中是负载的阻抗角(即功率因数角)，两个功率计的读数具有以下关系：(1)当负载为纯电阻时，=0，w1=w2，即两个功率计的读数相等；(2)当负载功率因数为，时，会有功率表读数为零；(3)当负载功率因数为，时，有一个功率表读数为负，功率表指针将向相反方向偏转，功率表指针应与功率表电流线圈的两个端子交换(不能交换电压线圈端子)，且读数应记录为负。数字功率计将出现负读数。三。实验设备1.三相交流电源2.交流电压表和电流表3.NEEL-17或EEL-55或MEEL-02图4-3四.实验内容1.三相电压和电流的测量(1)三相负载星形连接(三相四线电源)实验电路如图4-3所示。白炽灯连接成星形连接，如图所示。使用三相调压器的调压输出作为三相交流电源，具体操作如下：将三相调压器的旋钮置于三相电压输出为0V的位置(即逆时针旋转到底的位置)，然后旋转旋钮调节调压器的输出，使输出三相线电压为220v。测量线电压和相电压并记录数据。W(2)在无中性线的情况下，测量三相负载对称和不对称时，从电源中点N到负载中点N的相电流、相电压和电压，记录表4-1中的数据，并记录每盏灯的亮度。(2)三相负载三角形连接实验电路如图4-4所示。白炽灯被连接成三角形连接，如图所示。调节三相调压器的输出电压，使输出三相线电压为220伏。测量三相负载对称和不对称时的相电流、线电流和相电压，将数据记录在表4-2中，并记录每个灯的亮度。图4-4表4-1负载星形连接实验数据中线连接每相灯组数量负载相电压(v)电流(a)UNN(五)亮度比较a、b、cABC美国联合航空公司UB加州大学间接寻址IB集成电路在是1111211拆开2不1拆开2121111表4-2荷载三角形连接试验数据每相灯组数量相电压(v)线路电流(a)相电流(a)亮度比较A-BB-CC-AUABUBCUCA间接寻址IB集成电路实验室IBC集成通信适配器1111212.三相功率测量(可选)(1)三相四线制电源，测量负载星形连接(即Y0连接)的三相功率(1)使用瓦特计方法测量三相对称负载的三相功率。实验电路如图4-5所示。电路中的电流表和电压表用于监测三相电流和电压，不超过功率表的电压和电流测量范围。教员检查后，打开三相电源开关，将调压器的输出从0调整到220伏(线电压)，按照表4-3的要求进行测量和计算，并将数据记录在表中。图4-5(2)三相不对称负载的三相功率用三瓦特计法测量。在这个实验中，每个相位的功率由功率计测量。实验电路如图4-5所示。步骤与(1)相同。数据记录在表4-3中。表4-3三相四线负载星形连接数据负面情况照明单元的数量测量数据计算值阶段ab阶段c阶段巴勒斯坦权力机构(西)铅(钨)个人电脑(西)P(W)y形连接对称负载111y形连接不对称负载121(2)三相三线供电，测量三相负载功率(1)用两瓦特表法测量三相负载“Y”连接的三相功率。实验电路如图4-6(a)所示。在图中，“三相灯组负载”如图(b)所示。经教员检查后，接通三相电源，将三相调压器的输出调至220伏，按照表4-4的内容进行测量和计算，并将数据记录在表中。(2)将三相灯组的负载改为“”连接方式，如图(c)所示。重复(1)的测量步骤，并将数据记录在表4-4中。图4-6表4-4三相三线制三相负载功率数据负载情况照明单元的数量测量数据计算值阶段ab阶段c阶段P1(西部)P2(西部)P(W)y形连接对称负载111y形连接不对称负载121三角形连接不对称负载121三角形连接对称负载111V.实验考虑1.每次接线完成后，同一组的学生应再次检查自己，电源只有在教师检查后才能接通。首先必须严格遵守接线，然后必须接通电源。先断电后抓线的实验操作原理。2.对于短路试验的星形负载，必须先断开中心线，以免发生短路事故。3.当测量和记录各种电压和电流时，注意区分它们是哪一相和哪一条线，以防止错误记忆。4.在实验中，每相的两个灯泡应该串联起来。在不对称实验中，第四相应该连接到其他三相的另一相。5.每次实验后，三相电压调节器的旋钮必须转回到零位。如果接线改变，必须打开新的三相电源，以确保人身安全。六.预习和思考问题1.根据什么原理，三相负载以星形或三角形连接？为什么在这个实验中三相电源线的电压设置为220伏？2.三相负载通过星形连接1.根据实验数据，当负载是星形连接时，它在什么条件下保持不变？三角形连接在什么条件下成立？2.利用实验数据和观察到的现象，总结中性线在三相四线供电