三相交流电路电压、电流的测量-

1、一、实验目的1.熟悉三相负载的两种接法,并验证电压和电流的线值和相值的关系。2.充分理解三相四线供电系统中中线的作用。二、实验仪器1.三相自耦调压器2.三相灯组负载(三组三、实验原理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U l是相电压U p 的3倍。线电流I l等于相电流I p,即U L=3U p I L=I p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I L=3Ip, U L=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

2、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,I L3Ip,但只要电源的线电压U L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。四、实验内容1.三相负载星形联接按图7-1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22

3、0V,按表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。1三相负载星形连接且采用三相四线制供电按图7-1线路组接实验电路,是输出的三相线电压为220V。2按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、相电流、中线电流、电源与负载中点间的电压,记录之。U U(AI A220VXV V(BI B220VYW W(CI CI D ZN 图7-1表1负载情况测量数据开灯盏数相电流(A线电压(V相电压(V中线电流A相B相C相Ia Ib Ic Ua Ub Uc Ua Ub U

4、c I(AY o(有中线接对称负载3 3 3 0.25 0.25 0.25220V 125 122 125 0.05Y o(有中线接不对称负载1 2 3 0.08 0.16 0.25 127 122 125 0.15 Y o(有中线B相断开3 3 3 0.25 0 0.25 126 122 125 0.26研究问题(一:1.通过数据说明三相对称负载作Y形联接时是否U L=3U p。2.不对称三相负载作星形联接时,采用三相四线制接法,是否能保证满足三相负载中每相负载的额定电压。3.通过实验数据得到如下结论:答:通过实验证明三相负载作Y型连接时,U L=3U P,I L=I P。而不对称三相负载进

5、行Y形连接时,必须采用三相四线制接法,其中,中线有其重要的作用,保证各相不对称负载的每相电压维持对称不变。三相负载星形连接且采用三相三线制供电1按图7-2线路连接实验电路,是输出的三相线电压为220V。2按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、相电流、中线电流与负载中点间的电压,记录于表2。U U(A I A220VXV V(BI B220VYW W(C I CZN图7-2表2研究问题(二:1. 通过数据说明不对称三相负载作星形联接时,采用三相三线制接法,是否能保证满足三相负载中每相负载的额定电压。2. 如果采用三相三线制供电或总干线的中线上接保险丝,万一某一负载短路,保险丝烧

6、断会造成什么现象发生? 3. 通过实验数据得到以下结论:答:当不对称负载进行三角形连接时,I L 3I P 。但只要电源的线电压不对称,加在三相负载上的电压仍然是对称的,对各相负载工作没有影响。三相负载三角形连接(三相三线制供电按图7-3改接电路,接通三相电源,调节调压器,使其输出线电压为220V ,按数据表格的内容进行测试。 负载 情况测量数据开灯盏数 相电流(A 线电压(V 相电压(V 中线电压 A 相 B 相 C 相 Ia Ib Ic Ua Ub Uc Ua Ub Uc U No (V Y o (无中线接对称负载 3 3 3 0.25 0.25 0.25 220V 122 122 122

7、 7Y o (无中线接不对称负载 1 2 3 0.10 0.17 0.20 165 140 75 50Y o (无中线B 相断开3 3 3 0.23 0 0.23 105 188 107 60负载 情况 测量 数据 开灯 盏数 线电压=相电压(V 线电流(A 相电流(A A 相B 相C 相 U ABU BC U CA I A I B I C I AB I BC I CA 接三相平衡3 3 32200.570.570.570.330.320.32图7-3 表3五、预习思考题1. 三相负载根据什么条件作星形或三角形连接?答:三相负载星形或三角形连接,是根据绕组(如电动机或用电器的额定电压连接的。负

8、载额定电压是220V 的星形连接;额定电压是380V 的三角形连接。2. 复习三相交流电路有关内容,分析三相星形连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:无中线情况下要有一相短路相当于把线电压380V 直接加在另外两相负载上,结果就是把这两相负载也烧掉,若是开路的话因两相都是不对称负载,分得电压不同一样要烧。总之星形接法且不对称,那么负载中线断开肯定会烧坏负载。接上中线不会烧坏负载。3. 本次实验中为何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:380v / 220v 是线电压和相电压的关系,如果用电器是三相电的话,就用380伏,如果是单相电的用220伏。如果三相用电器额定电压是220伏,则要用到变压器进行变压。六、实验报告要求1. 用实验测得的数据验证对称三相电路中的关系。 答:三相负载作Y 型连接时,U L =3U P由表1中的实验数据得:3U P =3 *125=217V 220V2. 用实验数据和观察到得现象,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,保证各相不对称负载的每相电压维持对称不变。3. 不对称三角形连接的负载,能否正常工作?实验能否证明这一点?答:不对称三角形连