中石油《三相交流电路》实验报告

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实验报告

课程名称：电工电子学实验名称：三相交流电路实验形式：在线模拟+现场实践提交形式：在线提交实验报告学生姓名： 吴洪涛 学 号：

170485003 年级专业层次： 15秋 机械制造与自动化 高起专 学习中心： 浙江杭州学习中心

提交时间： 2016 年 6 月 5 日一、实验目的

1. 练习三相交流电路中负载的星形接法。 2. 了解三相四线制中线的作用。

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，负载的连接分为星形连接和三角形连接两种。一般认为电源提供的是对称三相电压。

　　（1）星形连接的负载如图1所示： 　　

图1 星形连接的三相电路

　　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。无论是三线制或四线制，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）

　　在四线制情况下，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下列关系：　　　　

　　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、相电压满足：　　　　

（2）三角形连接的负载如图2所示： 　　　

　　其特点是相电压等于线电压：

　　线电流和相电流之间的关系如下：　　　　

　　当三相电路对称时，线、相电压和线、相电流都对称，此时线、相电流满足：

　　2.不对称三相电路

　　在三相三线制星形连接的电路中，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接的电路中，如果中线的阻抗足够小，那么负载端各相电压基本对称，线电压也基本对称，从而可看出中线在负载不对称时起到了很重要的作用。但由于负载不对称，因此电流是不对称的三相电流，这时的中线电流将不再为零。　　在三角形连接的电路中，如果负载不对称，负载的线、相电压仍然对称，但线、相电流不再对称。

　　如果三相电路其中一相或两相开路也属于不对称情况。　　3.三相负载接线原则连接后加在每相负载上的电压应等于其额定值。

三、实验设备

1．灯箱 一个(灯泡，220V，25W)(DG04-S)2．交流电压表 一个(300V，600V)(DG053)3．交流电流表 一个(5A、10A)(DG053)

四、实验内容及步骤1．本实验采用线电压为220V的三相交流电源。测量该电源的线电压（UAB、UBC、UCA）和相电压（UAO、UBO、UCO），并记录之。 　　2．星形对称有中线：按图1接线，每相开3盏灯。测各线电压、各相电压、各相电流、两中点间电压UOO'，记录于表1中。图1 Y接电路　　3．星形不对称有中线：各相灯数分别为1、2、3盏。重复步骤2，观察灯泡亮度有无变化。 　　4．星形对称无中线：除去中线，每相开3盏灯，测各线电压、各相电压（每相负载上的电压）、各相电流、UOO'，记于表1中。 　　5．星形不对称无中线：各相灯数分别为1、2、3盏，重复步骤4，观察灯泡亮度有无变化，有何规律。　　表1星形接法数据表　　　测量项目线电压/VUOO'/v相电压/V电流/AUABUBCUCAUAO'UBO'UCO'IAIBICIO工作状态对称 负载有中线无中线 不对称 有中线 负载无中线 　　从表中可看出： 对于负载对称星形连接有无中线对电路无影响，此时中线可以去掉。无中线时，对于负载对称连接与有中线情况相同。所以负载对称连接可用三相三线制连接。对于负载不对称星形连接，有中线时，三只灯泡亮度一样，此时线电压相电压均与负载对称星形连接相同；对于负载不对称星形连接，无中线时，负载为单盏灯的一相灯最亮，而负载为三盏灯的一相灯最暗。此时中线两端电压极大，在这种情况下工作是非正常工作。所以对负载不对称连接，必须是三相四线制连接。 五、实验数据及分析一、实验数据　　表1星形接法数据　　　测线电压/V量项目相电压/V电流/AUOO'/vUABUBCUCAUAO'UBO'UCO'IA　工作状态IBICIO 有中2292302291321321320.2460.2490.2500.05线对称负载无中2292302291321311310.2460.2480.2490线00有中不对线2292302291341331310.0850.1670.2500.1430称 负载无中229230229178151840.0980.1780.205052线　　 从表中可看出：　　对于负载对称星形连接有无中线对电路无影响，此时中线可以去掉。无中线时，对于负载对称连接与有中线情况相同。所以负载对称连接可用三相三线制连接。对于负载不对称星形连接，有中线时，三只灯泡亮度一样，此时线电压相电压均与负载对称星形连接相同；对于负载不对称星形连接，无中线时，负载为单盏灯的一相灯最亮，而负载为三盏灯的一相灯最暗。此时中线两端电压极大，在这种情况下工作是非正常工作。所以对负载不对称连接，必须是三相四线制连接。 六、实验结论　　在三相四线制不对称的负载连接中，中线的作用是：使不对称的各相负载得到相同的相电压。

七、思考题

1、请问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？

2、说明在三相四线制供电系统中，中线的作用是什么？1.答：当负载做星形连接时负载电流等于线电流，每相负载的电压是线电压的根号三分之一。

当负载做三角连接时每相负载的电压等于线电压，每相负载电流等于线电流的根号三分之一。

2.答：三相四线制中线的作用是流过三相负载的不平衡电流，来保持中性点的零点位，使负载电压保持不变。如果中线断了，不平衡的三相负载使得中性点转移，使负载最少的那一相电压最高负载因过电压损坏，而负载多的那一相电压过低无法工作。