三相交流电路电压电流的分析与测量含数据处理精.docx
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三相交流电路电压电流的分析与测量含数据处理精
三相交流电路电压、电流的分析与测量(含数据处理)(精)
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
倍。
线电流Il等于相电流Ip,即
Ul=
UpIl=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=
Ip,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≠
Ip,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、实验设备及器件
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
三相交流电源
3Φ0~220V
1
2
三相自耦调压器
1
3
交流电压表
1
4
交流电流表
1
5
三相灯组负载
40W/220V白炽灯
9
DGJ-04
6
电门插座
3
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6-3-3-1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220V,按表6-3-3-1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6-3-3-1三相负载星形联接的实验线路
2.负载三角形联接(三相三线制供电)
按图6-3-3-2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6-3-3-2数据表格要求进行测试
图6-3-3-2三相负载三角形联接的实验线路
五、实验报告
1.三相负载根据什么条件作星形或三角形连接?
答:
一般电机功率大于11kw就采用星-三角启动,否则采用三角形直接启动,一般不采用星形接法。
2.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?
答:
在电源无中线且负载不对称情况下,那相的负载重那相的电压就低,如果接上中线,三相电压趋于平衡。
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?
答:
为了实验人的安全和设备的安全。
4.用实验测得的数据验证对称三相电路中的
关系。
5.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。
答:
当三相负载不对称时,中线提供各相电流的回路。
6.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?
答:
对于不对称负载作△接时,Il≠Ip,但只要电源的线电压Vl对称,加三相负载上的电压仍是对称的,对各相负载工作没有影响
7.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。
表6-3-3-1三相负载星形联接实验数据表
测量
数据
负载
情况
开灯盏数
线电流(A)
线电压(V)
相电压(V)
中线电流
I0(A
中点电压
UNO
(V
A
相
B
相
C
相
IA
IB
IC
UAB
UBC
UCA
UA0
UB0
UC0
Y接平衡负载
3
3
3
0.546
0.546
0.546
381
381
381
220
220
220
0.097mA
7.575mv
Yo接平衡负载
3
3
3
0.546
0.546
0.546
381
381
381
220
220
220
0.09mA
7.575mv
Y接不平衡负载
1
2
3
0.229
0.379
0.417
381
381
381
276.8
229
168
0.315
63.5
Yo接不平衡负载
1
2
3
0.229
0.379
0.417
381
381
381
276.8
229
168
0.315
0
Yo接B相断开
1
断
3
0.182
0
0.546
381
381
381
220
220
220
0.481
0
Y接B相断开
1
断
3
0.023
0
0.236
381
381
381
285.8
343.45
95.3
0
145.5
Y接B相短路
1
断
3
0.315
0
0.945
381
381
381
318
0
381
0
220
注意:
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。
表6-3-3-2负载三角形联接实验数据表
测量
数
负载
情况
开灯盏数
线电压=相电压(V)
线电流(A)
相电流(A)
A—B相
B—C相
C—A相
UAB
UBC
UCA
IA
IB
IC
IAB
IBC
ICA
△接三相平衡
3
3
3
220
220
220
0.945
0.945
0.945
0.545
0.545
0.545
△接三相不平衡
1
2
3
220
220
220
0.656
0.481
0.793
0.182
0.364
0.545
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- 三相 交流电路 电压 电流 分析 测量 数据处理