實驗10　三相交流電路電壓、電流的測量

1.實驗目的

（1）掌握三相負載進行星形連接、三角形連接的方法，驗證兩種連接方法的線電壓、相電壓和線電流、相電流之間的關系。

（2）充分理解三相四線供電系統中的中線作用。

2.原理說明

（1）三相負載可連接成星形（又稱Y連接）或三角形（又稱△連接）。當三相對稱負載進行Y連接時，線電壓UL是相電壓UP的倍，線電流IL等于相電流IP，即UL=UP，IL=IP。

在這種情況下，流過中線的電流IN′/N=0，可以省去中線。當三相對稱負載進行△連接時，有IL=IP，UL=Up。

（2）三相不對稱負載進行Y連接時，必須采用三相四線制接法，即YO接法，中線必須牢固連接，以保證三相不對稱負載的每相電壓維持對稱不變。

倘若中線斷開，則會導致三相負載電壓不對稱，使負載輕的那一相的相電壓過高，負載遭受損壞；負載重的那一相的相電壓又過低，負載不能正常工作。尤其是對于三相照明負載，均應該無條件地采用YO接法。

（3）當三相不對稱負載進行△連接時，IL≠IP，只要電源的線電壓UL對稱，則加在不對稱三相負載上的電壓仍是對稱的，對各相負載的工作沒有影響。

3.實驗設備與元器件

（1）交流電壓表（0～500V）。

（2）交流電流表（0～5A）。

（3）三相自耦調壓器。

（4）三相燈組負載（220V，15W）。

（5）電流插座。

4.實驗內容

（1）三相負載星形連接（三相四線制供電）

按如圖10-1所示線路連接實驗電路，即三相燈組負載經三相自耦調壓器接通三相對稱電源，將三相自耦調壓器的旋柄置于輸出為0V的位置（逆時針旋到底）。經指導教師檢查合格后，方可開啟實驗臺電源。調節調壓器的輸出，使輸出的三相相電壓為220V，并按表10-1中的內容完成各項實驗，分別測量三相負載的線電壓、相電壓、線電流、中線電流及電源與負載之間的中點電壓，將所測量的數據記錄在表10-1中，觀測各相燈組亮、暗的變化程度，特別要注意觀測中線的作用。

（2）三相負載三角形連接（三相三線制供電）

按如圖10-2所示連接線路，經指導教師檢查合格后，接通三相電源，調節調壓器，使輸出線電壓為220V，并按表10-2中的內容進行測量。

5.實驗注意事項

（1）本實驗采用三相交流市電，線電壓為380V，應穿絕緣鞋進入實驗室。實驗時，要注意人身安全，不可觸及導電部件，防止意外事故的發生。

（2）每次接線完畢后，同組同學應自查一遍，然后由指導教師檢查后，方可接通電源，必須嚴格遵守先斷電、再接線、后通電，先斷電、后拆線的實驗操作原則。

（3）進行星形負載短路實驗時，必須首先斷開中線，以免發生短路事故。

（4）為避免燒壞燈組負載，在DGJ-04實驗掛箱內設有過壓保護裝置，當任一相電壓>245～250V時，可聲光報警并跳閘。因此，在三相不對稱負載進行Y連接或缺相實驗時，所加線電壓應以最高相電壓<240V為宜。

6.預習思考題

（1）三相負載根據什么條件進行星形或三角形連接？

（2）復習三相交流電路的有關內容，分析三相星形連接不對稱負載在無中線情況下，當某相負載開路或短路時會出現什么情況？如果接上中線，則情況又如何？

（3）在本次實驗中，為什么要通過三相調壓器將380V的市電線電壓降為220V的線電壓使用？

7.實驗報告

（1）用實驗測量的數據驗證對稱三相電路中的關系。

（2）根據實驗數據和觀測到的現象，總結三相四線供電系統中的中線作用。

（3）不對稱三角形連接的負載能否正常工作？實驗是否能證明這一點？

（4）根據不對稱負載三角形連接時的相電流做相量圖，求出線電流后，與實驗測量的線電流進行比較，并進行分析。

（5）在報告中要進行實驗數據的處理和誤差原因的分析。