1、三相交流电路实验报告总结中国石油大学（华东）现代远程教育实验报告课程名称：电工电子学实验名称： 三相沟通电路实验形式：在线模拟 +现场实践提交形式：在线提交实验报告学生姓名： 王勤 学 号： 年级专业层次： 16 级函授（春）学习中心： 新疆石油分院提交时间： 2016 年 4 月 1 日一、实验目的1.学习三相沟通电路中三相负载的连结。2.认识三相四线制中线的作用。3.掌握三相电路功率的丈量方法。二、实验原理1.对称三相电路中线、相电压和线、相电流的关系，三相电路中，负载的连结分为星形连结和三角形连结两种。一般以为电源供给的是对称三相电压。（1）星形连结的负载如图 1 所示：图 1 星形连结
2、的三相电路A、B、C 表示电源端， N为电源的中性点 （简称中点） ，N 为负载的中性点。不管是三线制或四线制， 流过每一相负载的相电流恒等于与之相连的端线中的线电流：（下标 I 表示线的变量，下标 p 表示相的变量）在四线制状况下，中线电流等于三个线电流的相量之和，即端线之间的电位差（即线电压）和每一相负载的相电压之间有以下关系：当三相电路对称时，线、相电压和线、相电流都对称，中线电流等于零，而线、相电压知足：（ 2）三角形连结的负载如图 2 所示：其特色是相电压等于线电压：线电流和相电流之间的关系以下：当三相电路对称时， 线、相电压和线、相电流都对称， 此时线、相电流知足：2.不对称三相电
3、路在三相三线制星形连结的电路中， 若负载不对称， 电源中点和负载中点的电位不再相等， 称为中点位移， 此时负载端各相电压将不对称， 电流和线电压也不对称。在三相四线制星形连结的电路中， 假如中线的阻抗足够小， 那么负载端各相电压基本对称， 线电压也基本对称， 进而可看出中线在负载不对称时起到了很重要的作用。但因为负载不对称， 所以电流是不对称的三相电流， 这时的中线电流将不再为零。在三角形连结的电路中，假如负载不对称，负载的线、相电压仍旧对称，但线、相电流不再对称。假如三相电路其中一相或两相开路也属于不对称状况。3.三相负载接线原则连结后加在每相负载上的电压应等于其额定值。三、实验设施1.实验
4、电路板2.三相沟通电源3.沟通电压表一个（ 300v， 600v）或万用表4.沟通电流表（ 5A,10A）5.功率表6.单掷刀开关7.电流插头、插座四、实验内容及步骤1.三相负载星形联络按图 3-2 接线，图中每相负载采纳三只白炽灯，电源线电压为 220V。图 3-2 三相负载星形联络(1) 丈量三相四线制电源的线电压和相电压，记入表3-1(注意线电压和相电压的关系 ) 。UUV/VUVW/VUWU/VUUN/VUVN/VUWN/V219 218220 127127127表 3-1(2)按表 3-2 内容达成各项丈量， 并察看实验中各白炽灯的亮度。 表中对称负载时为每相开亮三只灯；不对称负载时
5、为 U 相开亮一只灯， V 相开亮两只灯， W相开亮三只灯。测量值负载状况有中对称 线负载 无中线有中不对线称无中负载线相电压相电流中线电中点电流压UUN /V UVN /VUWN/VI U/AI V/AI W/AI N/AUNN/V1241241240.2680.2660.27101251251230.2680.2670.27011261251240.0960.1800.2710.158167143780.1090.1920.22150表 3-22.三相负载三角形联络按图 3-3 连线。丈量功率时可用一只功率表借助电流插头和插座实现一表两用，详细接法见图 3-4 所示。接好实验电路后，按表
6、3-3 内容达成各项丈量，并察看实验中白炽灯的亮度。表中对称负载和不对称负载的开灯要求与表 3-2 中同样。图 3-3 三相负载三角形联络图 3-4两瓦特表法测功率线电流 (A)相电流 (A)负载电压 (V)功率 (W)量值负IUIVIWIUVIVWIWUUUUPPUVVWWU12载情况对称0.600.590.590.340.340.35212121-111-109负038852325载不对0.420.310.500.120.230.35222121-89.-63.称83844507684负载表 3-3五、实验数据及剖析1.依据实验数据，总结对称负载星形联络时相电压和线电压之间的数值关系，以及
7、三角形联络时相电流和线电流之间的数值关系。(1). 星形连结：依据表 3-1 ，可得：星形联络状况下，不接负载时，各路之间的线电压和各分电源的相电压都分别同样，即 UUV= UVW=UWU=(218+219+220)/3=219V ；UUN=UVN=UWN=127V(本次实验中这三个电压为手动调理所得) 。能够计算：219/127=1.7244 3 ，即：线电压为相电压的 3 倍，与理论符合。依据表 3-2 ，可得：星形联络状况下，接对称负载时，线电压不变，仍为表3-1 中的数据；而相电压在有中线都为 124V，在无中线时分别为 125V、 125V、123V，所以可以为它们是同样的。 由此，
8、获得的结论与上文同样， 即：有中线时，219/124=1.76613 ，线电压为相电压的3 倍；无中线时，(125+125+123)/3=124.3，219/124.3=1.76193 ，线电压为相电压的3 倍。综上所述，在对称负载星形联络时，不论能否接上负载( 这里指所有接上或所有不接) 、能否有中线，线电压都为相电压的3 倍。(2). 三角形联络2.依据表 3-2 的数据，按比率画出不对称负载星形联络三相四线制 ( 有中线 ) 的电流向量图，并说明中线的作用。不对称负载星形联络三相四线制( 有中线 ) 电流向量图如左图所示，根据 I U+I V+I W=I N，且依据对称关系三个相电流之间
9、的夹角各为 120o，因此根据几何关系画出 I N。可见， I N 在数值的大小上和三个相电流其实不行线性关系，而在角度 ( 相位 ) 上也没有直观的规律。这是因为 I N 是由三个互成 120o的相电流合成的电流，是矢量的，与直流电路的电流有好多不一样性质，因而要讲大小与方向结共计算才存心义。中线的作用：由左图可知，在不对称负载星形联络 ( 有中线 ) 电路中，中线电流不为 0，因此如若去掉中线必会改变电路中电流的流向，以致各相负载电压不一样 ( 即表 3-2 中不对称且无中线的状况 ) ，这时部分负载可能会因为电流过大而烧毁。因其中线起到了电路中作为各相电流的回路的作用，能够保证各相负载两
10、头的电压相同( 据表 3-2 也可看出 ) ，就可以保证负载正常运转，不致破坏。因其中线3.依据表 3-3 的电压、电流数据计算对称、不对称负载三角形联络时的三相总功率，并与两瓦特表法的丈量数据进行比较。依据本实验电路，可知负载电路均为电阻性，不对电流相位产生影响，所以功率要素为 1，由此，可得： P= I UVUUVI VW UVWI WUUWU 因此据表 3-3 得：对 称 负 载 ： 计 算 值 P=222.944W； 测 量 值 P= P1 P2=220W； 相 差(222.944-220)/220=1.34%不对 称负 载： 计算 值 P=154.738W；测 量值 P= P1 P2
11、 =153.2W； 相差 (154.738-153.2)/153.2=1.00%( 注：功率表的正负不影响功率的丈量，所以将其看作正当计算。 )经过上述计算， 可见用二功率表丈量法测出的功率与分别丈量各负载电流电压而计算得出的功率特别靠近，相差仅约 1%，所以能够以为这两种方法测得的数据都是比较靠谱的。 这也表示该电路中只有负载端的负载在耗能， 而电路的其余部分 ( 如导线 ) 几乎没有能量消耗。但经过上述数据也可发现，两组丈量值都略小于计算值，剖析有以下可能原由：(1). 电路中可能存在多种要素以致功率要素小于 1，功率表在丈量时已将功率要素计算在内， 而计算值是将功率要素看作 1 来算的，
12、所以丈量值会略小于计算值。(2). 存在某种系统偏差， 以致丈量结果有必定的趋势性， 但可能以致这类偏差的要素有好多， 比方仪表内部要素、 电路连结要素等， 难以确立详细由何种要素以致。 (3). 存在随机偏差， 以致两组丈量值恰巧都小于计算值， 但这类可能性不大。此外，明显有：不对称负载功率 对称负载功率，这是因为在本实验中，对称负载共开了 9 盏灯，而不对称负载只开了 6 盏，而又因为在三角形联络中各负载所得的电压同样 ( 这在表 3-3 中也可看出 ) ，所以每盏灯所耗功率靠近， 以致对称负载功率大于不对称负载。这完整部是由实验设计决定，而与对称与否没关。六、实验结论本次实验是三相沟通电
13、路有关的实验， 经过本次实验， 我们学习了三相沟通电路中三相负载的连结方法， 认识了三相四线制中线的作用， 并掌握三相电路中功率的丈量方法。 这与我们书上学到的理论知识有很好的关系性， 在实验过程中将理论联合于实践，使我们更好地掌握所学的知识。因为此次实验内容比许多，接线等操作也较为复杂，所以实验过程中要十分认真。在严格依据实验册上所给电路连好线后， 必定要再检查一遍电路再开电源，免得连结犯错破坏仪器。 因为本次实验采纳上百伏的电压， 所以实验过程中务必要注意安全，一定待电路检查无误后再开电源， 一旦发生问题要先封闭电源再动手改正连线。此外，因为本次实验用到了许多灯泡，在拿取灯泡时需当心，免得
14、跌碎。此外，本次实验需要记录的数据也比许多，但是在后续的实验数据办理中并未完整用到。这些数据能够用于进行其余要求以外的剖析， 进而得出更多的结论；或许，也可用于互相考证， 因为有些数据是有有关性的， 比方三角形联络中的线电流和相电流，能够由相电流互成 120 o推出线电流的大小和方向。但也因为有这些数据，能够比较计算值与丈量值的异同， 进而获得更进一步的剖析， 更深入地认识三相沟通电路。七、思虑题1、 三相负载依据什么原则作星形或三角形连结？答： 三相负载可接成星形 ( 又称 Y 接 ) 或三角形 ( 又称 接 ).1 、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
15、电流 IL 等于相电流 Ip, 即 UL=Up, IL=Ip 在这类状况下 , 流过中线的电流 I0=0, 所以能够省去中线 . 当对称三相负载作形联接时 , 有 IL=, UL=Up. 2 、不对称三相负载作 Y 联接时 , 一定采纳三相四线制接法 , 即 Yo 接法 . 并且中线一定坚固联接 , 以保证三相不对称负载的每相电压保持对称不变 . 假如中线断开 , 会以致三相负载电压的不对称 , 以致负载轻的那一相的相电压过高 , 使负载遭到破坏 ; 负载重的一相相电压又过低 , 使负载不可以正常工作 . 特别是关于三相照明负载 , 无条件地一律采纳 Y0 接法 . 3、当不对称负载作接时 ,
16、IL Ip, 但只需电源 的线电压 UL 对称 , 加在三相负载上的电压还是对称的 , 对各相负载工作没有影响 .2、请问三相负载按星形或三角形连结，它们的线电压与相电压、线电流与相电流有何关系？答：线电压：两相之间的电压（实质也就是两条相线以前的电压）相电压：一相对地的电压 （实质也就是相线与地之间的电压， 中性线接地系统也就是相线与中性线间的电压， 一般民用三相四线制线电网中即为火线和零线间的电压）线电流：导线上的电流。相电流：每一相上电流，星形负载时即为流过每一相负载的电流。三相沟通电路中负载星形连结时对负载侧：线电压 =1。 732 相电压线电流 =相电流。3、说明在三相四线制供电系统
17、中中线的作用，中线上能安装保险丝吗？为什么？答： 第一，相四线是三根相线 , 一根 PE线，即“中线” . 正常状况下 , 三相负载均衡时不需要 N线的 .PE 用于接机壳 , 当设施发生对机壳漏电时 , 地线将机壳与大地接起来 , 防止触电 . 第二，中线必定不可以接保险丝。三相中负载均衡时中线没有电流经过， 但负载不均衡时， 中线上的电流是很大的， 就是可能使三相相电压失掉均衡，破坏用电设施。4、说明在三相四线制供电系统中，中线的作用是什么？答：三相负载电路中中线的作用是使三相不均衡负载的相电压保持均衡 . 假如三相电路中的每一根所接的负载的阻抗和性质都同样， 就说三根电路中负载是对称的。
18、在负载对称的条件下，因为各相电流间的位相相互相差 120，所以，在每一时辰流过中线的电流之和为零， 把中线去掉，用三相三线制供电是能够的。 关于不对称的三相负载， 中线不可以去掉， 不可以在中线上安装保险丝或开关， 并且要用机械强度较好的钢线作中线。 因为实质上多个单相负载接到三相电路中组成的三相负载不行能完整对称。 在这类状况下中线显得特别重要， 而不是没关紧要。有了中线每一相负载两头的电压总等于电源的相电压， 不会因负载的不对称和负载的变化而变化， 就好像电源的每一相独自对每一相的负载供电同样， 各负载都能正常工作。假如在负载不对称的状况下又没有中线， 就形成不对称负载的三相三线制供电。 因为负载阻抗的不对称， 相电流也不对称， 负载相电压也自然不可以对称。可见，在三相四线制供电的线路中， 中线起到保证负载相电压时称不变的作用。
