中国石油大学《电工电子学》实验报告
更新时间:2023-03-08 04:57:49 阅读量: 高等教育 文档下载
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实验报告
课程名称:电工电子学 实验名称:三相交流电路 实验形式:在线模拟+现场实践 提交形式:在线提交实验报告 学生姓名: 学 号: 年级专业层次:网络17春专升本 学习中心: 山东济南明仁学习中心
提交时间: 2018 年 5 月 20 日
一、实验目的 1. 练习三相交流电路中负载的星形接法。 2. 了解三相四线制中线的作用。 二、实验原理 1. 对称三相电路中线、相电压和线、相电流的关系,三相电路中,负载的连接分为星形连接和三角形连接两种。一般认为电源提供的是对称三相电压。 (1)星形连接的负载如图1所示: 图1 星形连接的三相电路 A、B、C表示电源端,N为电源的中性点(简称中点),N' 为负载的中性点。无论是三线制或四线制,流过每一相负载的相电流恒等于与之相连的端线中的线电流: (下标I表示线的变量,下标p表示相的变量) 在四线制情况下,中线电流等于三个线电流的相量之和,即 端线之间的电位差(即线电压)和每一相负载的相电压之间有下列关系: 当三相电路对称时,线、相电压和线、相电流都对称,中线电流等于零,而线、相电压满足: (2)三角形连接的负载如图2所示: 其特点是相电压等于线电压: 线电流和相电流之间的关系如下: 当三相电路对称时,线、相电压和线、相电流都对称,此时线、相电流满足: 2.不对称三相电路 在三相三线制星形连接的电路中,若负载不对称,电源中点和负载中点的电位不再相等,称为中点位移,此时负载端各相电压将不对称,电流和线电压也不对称。 在三相四线制星形连接的电路中,如果中线的阻抗足够小,那么负载端各相电压基本对称,线电压也基本对称,从而可看出中线在负载不对称时起到了很重要的作用。但由于负载不对称,因此电流是不对称的三相电流,这时的中线电流将不再为零。 在三角形连接的电路中,如果负载不对称,负载的线、相电压仍然对称,但线、相电流不再对称。 如果三相电路其中一相或两相开路也属于不对称情况。 3.三相负载接线原则 连接后加在每相负载上的电压应等于其额定值。 三、实验设备 1.灯箱 一个(灯泡,220V,25W)(DG04-S) 2.交流电压表 一个(300V,600V)(DG053) 3.交流电流表 一个(5A、10A)(DG053) 四、实验内容及步骤 1.本实验采用线电压为220V的三相交流电源。测量该电源的线电压(UAB、UBC、UCA)和相电压(UAO、UBO、UCO),并记录之。 2.星形对称有中线:按图1接线,每相开3盏灯。测各线电压、各相电压、各相电流、两中点间电压UOO',记录于表1中。 图1 Y接电路 3.星形不对称有中线:各相灯数分别为1、2、3盏。重复步骤2,观察灯泡亮度有无变化。 4.星形对称无中线:除去中线,每相开3盏灯,测各线电压、各相电压(每相负载上的电压)、各相电流、UOO',记于表1中。 5.星形不对称无中线:各相灯数分别为1、2、3盏,重复步骤4,观察灯泡亮度有无变化,有何规律。 表1星形接法数据表 测量项目线电压/V 相电压/V 电流/A 工作状态 对称 负载 不对称 负载 有中线 无中线 有中线 无中线 UAB UBC UCA UAO' UBO' UCO' IA IB IC IO UOO'/v 从表中可看出: 对于负载对称星形连接有无中线对电路无影响,此时中线可以去掉。无中线时,对于负载对称连接与有中线情况相同。所以负载对称连接可用三相三线制连接。对于负载不对称星形连接,有中线时,三只灯泡亮度一样,此时线电压相电压均与负载对称星形连接相同;对于负载不对称星形连接,无中线时,负载为单盏灯的一相灯最亮,而负载为三盏灯的一相灯最暗。此时中线两端电压极大,在这种情况下工作是非正常工作。所以对负载不对称连接,必须是三相四线制连接。 五、实验数据及分析 表1星形接法数据 测量项目线电压/V 相电压/V 电流/A 工作状态 对称 负载 不对称 UAB UBC UCA UAO' UBO' UCO' IA IB IC IO UOO'/v 有中线 229 230 229 132 132 132 0.246 0.249 0.250 0.05 无中线 229 230 229 132 131 131 0.246 0.248 0.249 0 0 0 有中线 229 230 229 134 133 131 0.085 0.167 0.250 0.143 0 0 52 无中线 229 230 229 178 151 84 0.098 0.178 0.205 负载 从表中可看出: 对于负载对称星形连接有无中线对电路无影响,此时中线可以去掉。无中线时,对于负载对称连接与有中线情况相同。所以负载对称连接可用三相三线制连接。对于负载不对称星形连接,有中线时,三只灯泡亮度一样,此时线电压相电压均与负载对称星形连接相同;对于负载不对称星形连接,无中线时,负载为单盏灯的一相灯最亮,而负载为三盏灯的一相灯最暗。此时中线两端电压极大,在这种情况下工作是非正常工作。所以对负载不对称连接,必须是三相四线制连接。 六、实验结论 在三相四线制不对称的负载连接中,中线的作用是:使不对称的各相负载得到相同的相电压。 七、思考题 1、请问三相负载按星形或三角形连接,它们的线电压与相电压、线电流与相电流有何关系? 答:线电压:两相之间的电压(实际也就是两条相线之前的电压) 相电压:一相对地的电压(实际也就是相线与地之间的电压,中性线接地系统也就是相线与中性线间的电压,普通民用三相四线制线电网中即为火线和零线间的电压) 线电流:导线上的电流。 相电流:每一相上电流,星形负载时即为流过每一相负载的电流。 三相交流电路中负载星形连接时对负载侧: 线电压=1。732相电压 线电流=相电流。 2、说明在三相四线制供电系统中,中线的作用是什么? 答:三相负载星形接法,对称时,有中线和没有中线是一样的 当负载不对称也没有中线时,会使阻抗大的负载的实际相电压高于额定电压而变亮或烧毁,使阻抗小的负载相电压低于额定电压而变暗。均不能正常工作。中线的作用是:在三相不对称时,中线可以让三相负载仍获得对称的相电压而正常工作。
七、思考题 1、请问三相负载按星形或三角形连接,它们的线电压与相电压、线电流与相电流有何关系? 答:线电压:两相之间的电压(实际也就是两条相线之前的电压) 相电压:一相对地的电压(实际也就是相线与地之间的电压,中性线接地系统也就是相线与中性线间的电压,普通民用三相四线制线电网中即为火线和零线间的电压) 线电流:导线上的电流。 相电流:每一相上电流,星形负载时即为流过每一相负载的电流。 三相交流电路中负载星形连接时对负载侧: 线电压=1。732相电压 线电流=相电流。 2、说明在三相四线制供电系统中,中线的作用是什么? 答:三相负载星形接法,对称时,有中线和没有中线是一样的 当负载不对称也没有中线时,会使阻抗大的负载的实际相电压高于额定电压而变亮或烧毁,使阻抗小的负载相电压低于额定电压而变暗。均不能正常工作。中线的作用是:在三相不对称时,中线可以让三相负载仍获得对称的相电压而正常工作。
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