实验五 三相负载电压、电流功率的测量

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1、实验五三相负载电压、电流、功率的测量一．实验目的1．熟悉三相交流电路中三相负载的星形联结、三角形联结方法，加深理解三相交流电路中线电压与相电压，线电流与相电流之间的关系。2．用实验的方法研究、体会三相四线制电路中中线的作用。3．掌握三相星形电路有功功率的测量方法。掌握用二瓦特表法测量三相三线制供电系统的有功功率。4．熟练掌握功率表的接线和使用方法。二．实验原理概述及说明1．三相电源电力系统采用三相三线制和三相四线制的供电方式。其三相电源的电动势相互对称，即三相电动势幅值相等，频率相等，相位互差120°

2、。2．三相电源的连接三相电源的联结方式分为星形联结和三角形联结两种。（1）三相电源的星形联结：从三相绕组的首端A、B、C引出三根导线，称为相线，把三相绕组的末端连接在一起称为中性点，从中性点引出的导线称为中线。三相电源的星形联结时，线电压是相电压的倍，三相电源的线电压在相位上超前于相电压30º。（2）三相电源的三角形联结：把三相绕组的首端和末端依次相连，形成一个回路，从首端A、B、C引出三根端线，这种方式称为三相电源的三角形联结。三相电源的三角形联结时，线电压与对应的相电压有效值相等，即，相位相同。低

3、压供电系统多采用三相四线制的供电方式。3.三相负载及其联结三相负载可分为对称三相负载和不对称三相负载。三相电源向负载供电时，三相负载可以接成星形（又称‘Ｙ’形）或三角形（又称‘Δ’形）两种形式。连接方式如图13-1所示。在星形联结中又包括有中线（三相四线制）和无中线(三相三线制）两种情况。(a)星形联结(b)三角形联结图13-1三相负载的两种联结方式4．三相负载星形联结（1）三相负载对称当三相对称负载作星形联结时，线电压的有效值是相电压有效值的倍，线电流等于相电流，即：，流过中线的电流ＩN＝O，负载中

4、点N´的电位与电源中点N的电位相等，即UNNˊ=0，所以就对称负载而言，中线不起作用，可以去掉中线，采用三相三线制。（2）三相负载不对称三相不对称负载星形联接时，必须采用‘Ｙ0’（即三相四线制），此时负载中点N´的电位与电源中点N的电位不相等，即UNNˊ0，中线必须联接牢固，以保证三相不对称负载的每相电压保持对称。若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压过高，使负载遭受损坏，负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作。5.测量三相星形负载的有功功率在电力系统中，需要对系统中

5、的用电设备消耗的有功功率和无功功率进行测量。由于绝大多数的用电设备多采用三相电源供电，因此对三相功率的测量就显得非常重要。由于三相电路连接方式、负载对称情况不同，三相负载有功功率可以采用一瓦特表法、两瓦特表法和三瓦特表法来测量。(1)三相四线制供电系统，测量负载星形联接（即Ｙ0接法）的三相有功功率①一瓦特表法对于三相四线制供电的星接三相对称负载（即Yo接法），显然有，若用一个单相功率表测量A相的功率为，则三相总功率等于单相有功功率的3倍，即这种测量方法称为一瓦特表法。图13-2一瓦特表测量三相有功功率

6、②三瓦特表法电路如图13-2所示。对于三相四线制供电的星接三相不对称负载，可用三只瓦特表分别测量各相负载的有功功率PA、PB、PC，则三相负载的总有功功率值为三只瓦特表读数之和，即图13-3三瓦特表测量三相有功功率这种测量方法称为三瓦特表法。(2)三相三线制供电系统，测量负载星形联接的三相有功功率三相三线制供电系统中，不论三相负载是否对称，也不论负载是‘Ｙ’接法还是‘Δ’接法，都可按图13-3所示的电路采用两只瓦特表测量三相负载的总有功功率。这种测量方法称为二瓦特表法。若两个功率表的读数为、，可以证明

7、，三相电路负载总有功功率P等于两只瓦特表读数P1和P2的代数和，即。三．实验仪器设备1．三相自耦调压器2．交流电压表、电流表、功率表3．三相灯组负载（25W白炽灯9只）四．实验内容及实验步骤1．三相负载星形联接电压、电流的测量按图13-4接线，三相对称电源经自耦调压器接到三相灯组负载，首先检查三相调压器的旋柄是否置于输出为0V的位置（即逆时针旋到底的位置）。经指导教师检查接线正确后，方可合上三相电源开关。旋转三相调压器的旋柄，调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220Ｖ。2.三相负载星形联接有功功率

8、测量（1）三相四线制供电系统①一瓦特表法测定三相对称负载三相功率实验电路如图13-2所示，线路中的电流表和电压表用以监视三相电流和电压，不要超过功率表电压和电流的量程。经指导教师检查线路接线无误后，接通三相电源开关，将调压器的输出由0调到220Ｖ（线电压），（2）用三瓦特表法测定三相不对称负载三相功率。实验电路如图13-3所示，步骤与（1）相同，将数据记入表13-2中。2．三相三线制供电系统用二瓦特表法测量三相负载‘Ｙ’连接的三相功率，实验电路如图13-