实验17三相交流电路电压、电流的分析与测量

实验十七 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＝3Up 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=3Ip, 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≠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 序号 1 2 3 4 5 6 万用表 三相自耦调压器 交流电压表 交流电流表 三相灯组负载 电流插座 名 称 型号与规格 0～500V 0～5A 25W/220V白炽灯 数量 1 1 1 1 9 3 备注 自备 DGJ-04 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17-1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。方可开启实验台电源开关，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220V，按表表17-1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17-1 三相负载星形联接的实验线路 表17-1 测量 开灯盏数 线电流（A） 数据 A B C IA IB IC 负载 相 相 相 情况 Y接平衡负载 Yo接平衡负载 Y接不平衡负载 Yo接不平衡负载 Yo接B相断开 Y接B相断开 Y接B相短路

2．负载三角形联接（三相三线制供电）

按图17-2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17-2数据表格要求进行测试

3 3 3 3 3 3 中点中线电压 电流 UNO UAB UBC UCA UA0 UB0 UC0 I0(A) (V) 线电压（V） 相电压（V） 1 1 2 3 2 3 1 1 1 3 3 3

图17-2 三相负载三角形联接的实验线路 表17-2 测量 数 负载 情况 三相平衡 三相不平衡

五、实验注意事项

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，必须严格遵守先断电、再接线、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。

4．为避免烧坏灯泡，DGJ-04实验挂箱内设有过压保护装置。当任一相电压＞245～250V

开灯盏数 A—B相 3 1 线电压=相电压（V） UAB 线电流（A） 相电流（A） B—C相 C—A相 UBC UCA IA IB IC IAB IBC ICA 3 2 3 3 时，即声光报警并跳闸。因此，在做Y接不平衡负载或缺相实验时，所加线电压应以最高相电压<240V为宜。 六、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？

2. 复习三相交流电路有关内容， 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？

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？ 七、实验报告

1. 用实验测得的数据验证对称三相电路中的√3关系。

2. 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。 3. 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？

4. 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。

5.心得体会及其它。