实验10　三相交流电路电压、电流的测量

1.实验目的

（1）掌握三相负载进行星形连接、三角形连接的方法，验证两种连接方法的线电压、相电压和线电流、相电流之间的关系。

（2）充分理解三相四线供电系统中的中线作用。

2.原理说明

（1）三相负载可连接成星形（又称Y连接）或三角形（又称△连接）。当三相对称负载进行Y连接时，线电压UL是相电压UP的倍，线电流IL等于相电流IP，即UL=UP，IL=IP。

在这种情况下，流过中线的电流IN′/N=0，可以省去中线。当三相对称负载进行△连接时，有IL=IP，UL=Up。

（2）三相不对称负载进行Y连接时，必须采用三相四线制接法，即YO接法，中线必须牢固连接，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，则会导致三相负载电压不对称，使负载轻的那一相的相电压过高，负载遭受损坏；负载重的那一相的相电压又过低，负载不能正常工作。尤其是对于三相照明负载，均应该无条件地采用YO接法。

（3）当三相不对称负载进行△连接时，IL≠IP，只要电源的线电压UL对称，则加在不对称三相负载上的电压仍是对称的，对各相负载的工作没有影响。

3.实验设备与元器件

（1）交流电压表（0～500V）。

（2）交流电流表（0～5A）。

（3）三相自耦调压器。

（4）三相灯组负载（220V，15W）。

（5）电流插座。

4.实验内容

（1）三相负载星形连接（三相四线制供电）

按如图10-1所示线路连接实验电路，即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源，将三相自耦调压器的旋柄置于输出为0V的位置（逆时针旋到底）。经指导教师检查合格后，方可开启实验台电源。调节调压器的输出，使输出的三相相电压为220V，并按表10-1中的内容完成各项实验，分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、中线电流及电源与负载之间的中点电压，将所测量的数据记录在表10-1中，观测各相灯组亮、暗的变化程度，特别要注意观测中线的作用。

（2）三相负载三角形连接（三相三线制供电）

按如图10-2所示连接线路，经指导教师检查合格后，接通三相电源，调节调压器，使输出线电压为220V，并按表10-2中的内容进行测量。

5.实验注意事项

（1）本实验采用三相交流市电，线电压为380V，应穿绝缘鞋进入实验室。实验时，要注意人身安全，不可触及导电部件，防止意外事故的发生。

（2）每次接线完毕后，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，必须严格遵守先断电、再接线、后通电，先断电、后拆线的实验操作原则。

（3）进行星形负载短路实验时，必须首先断开中线，以免发生短路事故。

（4）为避免烧坏灯组负载，在DGJ-04实验挂箱内设有过压保护装置，当任一相电压>245～250V时，可声光报警并跳闸。因此，在三相不对称负载进行Y连接或缺相实验时，所加线电压应以最高相电压<240V为宜。

6.预习思考题

（1）三相负载根据什么条件进行星形或三角形连接？

（2）复习三相交流电路的有关内容，分析三相星形连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，则情况又如何？

（3）在本次实验中，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？

7.实验报告

（1）用实验测量的数据验证对称三相电路中的关系。

（2）根据实验数据和观测到的现象，总结三相四线供电系统中的中线作用。

（3）不对称三角形连接的负载能否正常工作？实验是否能证明这一点？

（4）根据不对称负载三角形连接时的相电流做相量图，求出线电流后，与实验测量的线电流进行比较，并进行分析。

（5）在报告中要进行实验数据的处理和误差原因的分析。