1.14 三相电路负载星形连接的测量实验

一、实验目的

(1)通过实验掌握三相电路星形连接的方法。

(2)研究三相负载作星形连接时,在对称和不对称情况下线电压与相电压的关系,比较三相供电方式中三线制和四线制的特点。

(3)学习用三表法测量三相电路的有功功率。

二、实验仪器设备

(1)三相负载灯箱1套。

(2)交流电压表1块。

(3)交流电流表1块。

(4)功率表1块。

(5)电流插头1个。

三、实验原理与说明

1.三相电路的星形连接

图1-14-1是星形连接的三线制电路。当线路阻抗忽略不计时,负载的线电压等于电源的线电压。若负载对称,则负载中性点N′和电源中性点N之间的电压为零。此时负载相电压对称,线电压与相电压满足的关系。若负载不对称,N′与N两中性点间的电压不再为零,负载端的各相电压就不再对称,其数值可通过计算得到,或通过实验测出。

在图1-14-1电路中,若把电源中性点和负载中性点之间用中线连接起来,就成为三相四线制电路。在负载对称时,中线电流等于零,其工作情况与三线制相同。负载不对称时,若忽略线路阻抗,则负载端相电压仍然对称,但这时中线电流不再为零,它可用计算方法或实验方法确定。

2.三相电路功率的测量

(1)一表法:适用于Y接和D接的对称三相电路,如图1-14-2所示。功率表的读数为一相的功率,乘以3为总功率。

图1-14-1 星接三相三线制电路

(2)三表法:适用于Y接和角接的三相不对称负载,测量方法与及接线与一表法相同,对三相分别测量,总功率为P=PU+PV+PW

四、实验内容与步骤

按图1-14-3接线,对三相负载星接电路进行测量,将数据添入表1-14-1。

图1-14-2 一表法测功率

图1-14-3 负载星形连接接线图

表1-14-1 对三相负载星接电路进行测量

五、注意事项

(1)该实验电压较高,一定要有安全意识,遵守操作规程,在调整好电压后,断开电源进行电路的连接;做完实验后,先断电,再拆线。

(2)除调节电源外,表中所有数据均在负载上测得。

(3)测量中要随时判断数据是否正确。

(4)实验中记录好每相负载灯泡数及其瓦数,根据已知的电源电压和负载灯泡数,计算各种情况下的负载各相电压、相电流、中线电流等的大小,并与实验所得数据相比较。

六、思考题

(1)负载对称时,若中性线电流不为零,有很小的读数,是什么原因造成的?

(2)根据实验结果,简要分析在负载星形电路中三线制供电和四线制供电的特点。