电路理论实验指导书(1)

实验八 三相交流电路电压、电流和相序的测量

三相电路电压、电流的测量

一、实验目的

1、练习三相负载的星形联接和三角形联接;

2、了解三相电路线电压与相电压,线电流与相电流之间的关系; 3、了解三相四线制供电系统中,中线的作用; 4、观察线路故障时的情况。 二、原理说明

电源用三相四线制向负载供电,三相负载可接成星形(又称‘Y’形)或三角形(又称‘Δ’形)。

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:U?3UP, IL?IP ,流过中线的电流IN=0;作‘Δ’形联接时,

3IP, U?UL线电压UL等于相电压UP,线电流IL是相电流IP的3倍,即:IL?

LP不对称三相负载作‘Y’联接时,必须采用‘YO’接法,中线必须牢固联接,以保证三相不对称负载的每相电压等于电源的相电压(三相对称电压)。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;对于不对称负载作‘Δ’ 联接时,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。  本实验中,用三相调压器调压输出作为三相交流电源,用三组白炽灯作为三相负载,线电流、相电流、中线电流用电流插头和插座测量。 三、实验设备

1、三相可调交流电源

2、交流电压表、电流表

3、EEL—17B组件(含40W白炽灯9个、电流插座、电容) 四、实验内容

1、三相负载星形联接(三相四线制供电)

实验电路如图24-1所示,将白炽灯按图所示,连接成星形接法。用三相调压器调压输

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(即逆时针旋到底的位置),然后旋转旋钮,调节调压器的输出,使输出的三相线电压为220V。测量线电压和相电压,并记录数据。

(1)在有中线的情况下,测量三相负载对称和不对称时的各相电流、中线电流和各相电压,将数据记入表24-1中,并记录各灯的亮度。

(2)在无中线的情况下,测量三相负载对称和

图 24-1UVABWNCN?21

不对称时的各相电流、各相电压和电源中点N到负载中点Nˊ的电压UNNˊ,将数据记入表24-1中,并记录各灯的亮度。

表24—1 负载星形联接实验数据 

中线 每相灯数 负载相电压(V) 连接 A B C UA 有 1 1 1 1 2 1 1 断开 电流(A) UNNˊ IN (V) A亮度比较 A、B、C UB UC IA IB UIC 2 2 1 无 断开 1 2 1 1 1 1 1 短路 3 2、三相负载三角形联接 实验电路如图24-2所示,将白炽灯按图所示,连接成三角形接法。调节三相调压器的输出电压,使输出的三相线电压为220V。测量三相负载对称和不对称时的各相电流、线电流和各相电压,将数据记入表24-2中,并记录各灯的亮度。 表24—2 负载三角形联接实验数据 A-B 1 1 每相灯数 B-C 1 2 C-A 1 3 相电压(V) 线电流(A) VBWC图 24-2 相电流(A) 亮度UAB UBC UCA IA IB IC IAB IBC ICA 比 较 五、实验注意事项

1、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,后抓线的实验操作原则。 2、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。

3、测量、记录各电压、电流时,注意分清它们是哪一相、哪一线,防止记错。 六、预习与思考题

1、三相负载根据什么原则作星形或三角形连接?本实验为什么将三相电源线电压设定

为220V? 2、三相负载按星形或三角形连接,它们的线电压与相电压、线电流与相电流有何关系?

当三相负载对称时又有何关系?

3、说明在三相四线制供电系统中中线的作用,中线上能安装保险丝吗?为什么? 七、实验报告要求

Ul?1、根据实验数据,在负载为星形连接时,

3Up在什么条件下成立?在三角形连

接时,Il?3Ip在什么条件下成立?

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2、用实验数据和观察到的现象,总结三相四线制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?

根据不对称负载三角形联接时的实验数据,画出各相电压、相电流和线电流的相量图,并证实实验数据的正确性。

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