《三相交流电路》实验报告.docx
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《三相交流电路》实验报告
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:
学号:
年级专业层次:
网络12春高起专机械制造与自动化
学习中心:
提交时间:
2012年11月12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?
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一个(灯泡,220V,25W)(DG04-S)
2.交流电压表?
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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
工作状态
线电压/V
相电压/V
电流/A
UOO'/v
UAB
UBC
UCA
UAO'
UBO'
UCO'
IA
IB
IC
IO
对称
负载
有中线
?
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?
?
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?
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无中线
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?
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?
?
?
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不对称
负载
有中线
?
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?
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?
无中线
?
?
?
?
?
?
?
?
?
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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
表1星形接法数据表
测量项目
工作状态
线电压/V
相电压/V
电流/A
UOO'/v
UAB
UBC
UCA
UAO'
UBO'
UCO'
IA
IB
IC
IO
对称
负载
有中线
229
230?
229?
?
132
?
132
132?
?
?
?
?
?
0
无中线
229
230?
229?
132?
?
131
131?
?
?
?
?
0
?
0
不对称
负载
有中线
229?
?
230
229?
?
134
?
133
131?
?
?
?
?
?
0
无中线
229?
230?
?
229
178?
?
151
?
84
?
?
?
?
0
52?
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
在三线四线制不对称的负载连接中,中线的作用是:
使不对称的各项负载得到相同的电压。
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
答:
三相输电线各线(火线)间的电压叫线电压,
任一相线与中性线(零线)之间的电压叫相电压。
线电压的大小为相电压的倍,也就是根号3倍。
对称负载作星形连接时,线电压是相电压的根号3倍,
线电流等于相电流。
星型连接,线电压是相电压的根号3倍,线电流等于相电流;三角形连接时,线电流是相电流的根号3倍,相电压等于线电压。
2、说明在三相四线制供电系统中,中线的作用是什么
答:
在三线四线制不对称的负载连接中,中线的作用是:
使不对称的各项负载得到相同的电压。