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1、中國石油大學(xué)(華東)現(xiàn)代遠程教育實驗報告課程名稱:電工電子學(xué)實驗名稱:三相交流電路實驗形式:在線模擬+現(xiàn)場實踐提交形式:在線提交實驗報告學(xué)生姓名: 姚貴陽 學(xué) 號:12806143004年級專業(yè)層次:網(wǎng)絡(luò)12春油氣儲運專升本學(xué)習(xí)中心: 聊城函授站 提交時間: 2012 年 6 月 9 日一、實驗?zāi)康拇穑?1. 練習(xí)三相交流電路中負(fù)載的星形接法。 2. 了解三相四線制中線的作用。二、實驗原理答: 1. 對稱三相電路中線、相電壓和線、相電流的關(guān)系,三相電路中,負(fù)載的連接分為星形連接和三角形連接兩種。一般認(rèn)為電源提供的是對稱三相電壓。(1)星形連接的負(fù)載如圖1所示: 圖1 星形連接的三相電路 A、B
2、、C表示電源端,N為電源的中性點(簡稱中點),N 為負(fù)載的中性點。無論是三線制或四線制,流過每一相負(fù)載的相電流恒等于與之相連的端線中的線電流:(下標(biāo)I表示線的變量,下標(biāo)p表示相的變量)在四線制情況下,中線電流等于三個線電流的相量之和,即端線之間的電位差(即線電壓)和每一相負(fù)載的相電壓之間有下列關(guān)系: 當(dāng)三相電路對稱時,線、相電壓和線、相電流都對稱,中線電流等于零,而線、相電壓滿足: (2)三角形連接的負(fù)載如圖2所示: 其特點是相電壓等于線電壓:線電流和相電流之間的關(guān)系如下:當(dāng)三相電路對稱時,線、相電壓和線、相電流都對稱,此時線、相電流滿足: 2.不對稱三相電路在三相三線制星形連接的電路中,若負(fù)
3、載不對稱,電源中點和負(fù)載中點的電位不再相等,稱為中點位移,此時負(fù)載端各相電壓將不對稱,電流和線電壓也不對稱。在三相四線制星形連接的電路中,如果中線的阻抗足夠小,那么負(fù)載端各相電壓基本對稱,線電壓也基本對稱,從而可看出中線在負(fù)載不對稱時起到了很重要的作用。但由于負(fù)載不對稱,因此電流是不對稱的三相電流,這時的中線電流將不再為零。在三角形連接的電路中,如果負(fù)載不對稱,負(fù)載的線、相電壓仍然對稱,但線、相電流不再對稱。如果三相電路其中一相或兩相開路也屬于不對稱情況。3.三相負(fù)載接線原則連接后加在每相負(fù)載上的電壓應(yīng)等于其額定值。三、實驗設(shè)備答:1燈箱 一個(燈泡,220V,25W)(DG04-S)2交流電
4、壓表 一個(300V,600V)(DG053)3交流電流表 一個(5A、10A)(DG053)四、實驗內(nèi)容及步驟答:1本實驗采用線電壓為220V的三相交流電源。測量該電源的線電壓(UAB、UBC、UCA)和相電壓(UAO、UBO、UCO),并記錄之。 2星形對稱有中線:按圖1接線,每相開3盞燈。測各線電壓、各相電壓、各相電流、兩中點間電壓UOO,記錄于表1中。 圖1 Y接電路 3星形不對稱有中線:各相燈數(shù)分別為1、2、3盞。重復(fù)步驟2,觀察燈泡亮度有無變化。 4星形對稱無中線:除去中線,每相開3盞燈,測各線電壓、各相電壓(每相負(fù)載上的電壓)、各相電流、UOO,記于表1中。 5星形不對稱無中線:
5、各相燈數(shù)分別為1、2、3盞,重復(fù)步驟4,觀察燈泡亮度有無變化,有何規(guī)律。表1星形接法數(shù)據(jù)表 測量項目工作狀態(tài) 線電壓/V相電壓/V電流/AUOO/vUAB UBC UCA UAO UBO UCO IA IB IC IO 對稱 負(fù)載 有中線 無中線 不對稱 負(fù)載 有中線 無中線 從表中可看出: 對于負(fù)載對稱星形連接有無中線對電路無影響,此時中線可以去掉。無中線時,對于負(fù)載對稱連接與有中線情況相同。所以負(fù)載對稱連接可用三相三線制連接。對于負(fù)載不對稱星形連接,有中線時,三只燈泡亮度一樣,此時線電壓相電壓均與負(fù)載對稱星形連接相同;對于負(fù)載不對稱星形連接,無中線時,負(fù)載為單盞燈的一相燈最亮,而負(fù)載為三盞
6、燈的一相燈最暗。此時中線兩端電壓極大,在這種情況下工作是非正常工作。所以對負(fù)載不對稱連接,必須是三相四線制連接。五、實驗數(shù)據(jù)及分析答:表1星形接法數(shù)據(jù) 測量項目工作狀態(tài) 線電壓/V相電壓/V電流/AUOO/vUAB UBC UCA UAO UBO UCO IA IB IC IO 對稱 負(fù)載 有中線 2292302291321321320.2460.2490.2500.050無中線 2292302291321311310.2460.2480.24900不對稱 負(fù)載 有中線 2292302291341331310.0850.1670.2500.1430無中線 229230229178151840.
7、0980.1780.205052從表中可看出:對于負(fù)載對稱星形連接有無中線對電路無影響,此時中線可以去掉。無中線時,對于負(fù)載對稱連接與有中線情況相同。所以負(fù)載對稱連接可用三相三線制連接。對于負(fù)載不對稱星形連接,有中線時,三只燈泡亮度一樣,此時線電壓相電壓均與負(fù)載對稱星形連接相同;對于負(fù)載不對稱星形連接,無中線時,負(fù)載為單盞燈的一相燈最亮,而負(fù)載為三盞燈的一相燈最暗。此時中線兩端電壓極大,在這種情況下工作是非正常工作。所以對負(fù)載不對稱連接,必須是三相四線制連接。六、實驗結(jié)論答:在三相四線制不對稱的負(fù)載連接中,中線的作用是:使不對稱的各相負(fù)載得到相同的相電壓。七、思考題1、請問三相負(fù)載按星形或三角
8、形連接,它們的線電壓與相電壓、線電流與相電流有何關(guān)系?答:線電壓:兩相之間的電壓(實際也就是兩條相線之前的電壓)相電壓:一相對地的電壓(實際也就是相線與地之間的電壓,中性線接地系統(tǒng)也就是相線與中性線間的電壓,普通民用三相四線制線電網(wǎng)中即為火線和零線間的電壓)線電流:導(dǎo)線上的電流。相電流:每一相上電流,星形負(fù)載時即為流過每一相負(fù)載的電流。三相交流電路中負(fù)載星形連接時對負(fù)載側(cè):線電壓=1。732相電壓線電流=相電流。2、說明在三相四線制供電系統(tǒng)中,中線的作用是什么?答:三相負(fù)載星形接法,對稱時,有中線和沒有中線是一樣的 當(dāng)負(fù)載不對稱也沒有中線時,會使阻抗大的負(fù)載的實際相電壓高于額定電壓而變亮或燒毀,使阻抗小的負(fù)載相電壓低于額定電壓而變暗。均不能正常工作。中線的作用是:在三相不對稱時,中線可以讓三相負(fù)載仍獲得對稱的相電壓而正常工作。