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三相电路电压、电流的测量--电路及电工仪表实验
发布时间:2017-06-15 点击次数:
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,线电压是相电压倍,线电流等于相电流,即: ,流过中线的电流IN=0;作‘Δ’形联接时,线电压等于相电压,线电流是相电流倍,即:
不对称三相负载作‘Y’联接时,必须采用‘Y’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,,但只要电源的线电压对称,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
1.三相交流电源;
2.交流电压、电流、功率、功率因数表;
3.NEEL-17B组件。
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—1.1   负载星形联接实验数据
中线
连接
每相灯数  负载相电压(V) 电流(A) UNNˊ
(V)
亮度比较
A、B、C
A B C UA UB UC IA IB IC IN
1 1 1                  
1 2 1                  
1 断开 2                  
1 断开 2                  
1 2 1                  
1 1 1                  
1 短路 3                  
表24—1.2   负载星形联接实验数据
中线
连接
每相灯数  负载相电压(V) 电流(A) UNN
(V)
亮度比较
A、B、C
A B C UA UB UC IA IB IC IN
1 1 1                  
1 2 1                  
1 断开 2                  
1 断开 2                  
1 2 1                  
1 1 1                  

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220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—2.1  负载三角形联接实验数据
  每相灯数 相电压(V) 线电流(A) 相电流(A) 亮度比 较
A-B B-C C-A UAB UBC UCA IA IB IC IAB IBC ICA
1 1 1                    
1 2 3                    
表24—2.2  负载三角形联接实验数据
  每相灯数 相电压(V) 线电流(A) 相电流(A) 亮度比 较
A-B B-C C-A UAB UBC UCA IA IB IC IAB IBC ICA
1 1 1                    
1 2 1                    
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
1.根据实验数据,在负载为星形连接时,在什么条件下成立?在三角形连接时,在什么条件下成立?
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?
4.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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