實(shí)驗(yàn)三相對(duì)稱與不對(duì)稱交流電路電壓電流的測(cè)量

1、實(shí)驗(yàn)6三相對(duì)稱與不對(duì)稱交流電路電壓、電流的測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)會(huì)三相負(fù)載星形和三角形的連接方法，掌握這兩種接法的線電壓和相電壓，線電流和相電流的測(cè)量方法。2. 觀察分析三相四線制中，當(dāng)負(fù)載不對(duì)稱時(shí)中線的作用。3. 學(xué)會(huì)相序的測(cè)試方法。實(shí)驗(yàn)原理將三相阻容負(fù)載（圖1）各相的一端X、Y、Z連接在一起接成中點(diǎn)，A、B、C（或U、V、W）分別接于三相電源即為星形連接，這時(shí)相電流等于線電流，如電源為對(duì)稱三相電壓，則因線電壓是對(duì)應(yīng)的相電壓的矢量差，在負(fù)載對(duì)稱時(shí)它們的有效值相差。3倍，即U線=y3U相這時(shí)各相電流也對(duì)稱，電源中點(diǎn)與負(fù)載中點(diǎn)之間的電壓為零，如用中線將兩中點(diǎn)之間連接起來，中線電流也等于零，如果負(fù)載

2、不對(duì)稱，則中線就有電流流過，這時(shí)如將中線斷開，三相負(fù)載的各相相電壓不再對(duì)稱，各相電燈出現(xiàn)亮、暗不同的現(xiàn)象，這就是中點(diǎn)位移引起各相電壓不等的結(jié)果。如果將圖1的三相負(fù)載的X與B、Y與C、Z與A分別相連，再在這些連接點(diǎn)上引出三根導(dǎo)線至三相電源，即為三角形連接法。這時(shí)線電壓等于相電壓，但線電流為對(duì)應(yīng)的兩相電流的矢量差，負(fù)載對(duì)稱時(shí)，它們也有J3倍的關(guān)系，即I線=JI相若負(fù)載不對(duì)稱，雖然不再有J3倍的關(guān)系，但線電流仍為相應(yīng)的相電流矢量差，這時(shí)只有通過矢量圖，方能計(jì)算它們的大小和相位。在三相電源供電系統(tǒng)中，電源線相序確定是極為重要的事情，因?yàn)橹挥型嘈虻南到y(tǒng)才能并聯(lián)工作，三相電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向也完全決定

3、于電源線的相序，許多電力系統(tǒng)的測(cè)量?jī)x表及繼電保護(hù)裝置也與相序密切有關(guān)。確定三相電源相序的儀器稱相序指示器，它實(shí)際上是一個(gè)星形聯(lián)結(jié)的不對(duì)稱電路，一相中接有電容C,另二相分別接入相等的電阻R（或兩個(gè)相同的燈泡）如圖2所示:如果把圖（a）的電路接到對(duì)稱三相電源上，等效電路如圖（b）,貝U如果認(rèn)定接電容的一相為A相，那么，其余二相中相電壓較高的一相必定是B相，相電壓較低的一相是C相，B、C兩種電壓的相差程度決定于電容的數(shù)值，電容可取任意值，在極限情況下B、C兩相電壓相等，即如果C=0,A相斷開，此時(shí)B、C兩相電阻串接在線電壓上，如兩電阻相等，則兩相電壓相同，如C=8,A相短路，此時(shí)，B、C兩相都接在線

4、電壓上，如電源對(duì)稱，則兩相電壓也相同。當(dāng)電容為其他值時(shí)，B相電壓高于C相，一般為便于觀測(cè)，B、C兩相用相同的燈泡代替R,如選擇1/3C=R,這時(shí)有簡(jiǎn)單的計(jì)算形式：設(shè)三相電源電壓為Ua=U/0,Ub=U/-120,U=UZ120,電源中點(diǎn)為N,負(fù)載中點(diǎn)N,兩中點(diǎn)電壓為：MjcUaUb/RUc/RUnn=jC1/R1/RjU0U-120U120=(-0.2+J0.6)UB相負(fù)載的相電壓Ubn=Ub-Unn=UZ-120-(-0.2+j0.6)=(-0.3-J1.47)U=1.5U/-105.5C相負(fù)載的相電壓Ucn=Uc-Unn=UZ120-(-0.2+J0.6)=(-0.3-J0.266)U=0

5、.4U/-138.4由計(jì)算可知，B相電壓較C相電壓高3.8倍，所以B相燈泡較C相亮，亦即燈亮的一相，電源相序就可確定了。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 將三相燈板負(fù)載按星形接法聯(lián)接，接至三相對(duì)稱電源。如圖3(a)。2. 測(cè)量有中線時(shí)負(fù)載對(duì)稱和不對(duì)稱的情況下，各線電壓、相電壓、線電流、相電流和中線電流的數(shù)值。3. 拆除中線后，測(cè)量負(fù)載對(duì)稱和不對(duì)稱，各線電壓、相電壓、線電流、相電流的數(shù)值。觀察各相燈泡的亮暗，測(cè)量負(fù)載中點(diǎn)與電源中點(diǎn)之間的電壓，分析中線的作用。將三相燈板接成三角形連接，測(cè)量在負(fù)載對(duì)稱及不對(duì)稱時(shí)的各線電壓、相電壓、線電流、相電流讀數(shù)，分析它們互相間的關(guān)系。如圖3(b)。用兩相燈泡負(fù)載與一相電容器組成一只

6、相序指示器接上三相對(duì)稱電源檢查相序，并測(cè)量指示器各相電壓、線電壓、線電流及指示器中點(diǎn)與電源中點(diǎn)間的電壓。如圖3(c)。實(shí)驗(yàn)所需元器件可從部件D05和D06上選取實(shí)驗(yàn)結(jié)果(1)星形連接測(cè)量值負(fù)載狀態(tài)線電壓(v)相電壓(v)相(線)電線(A)中線電流(A)中點(diǎn)間電壓(v)UABUBCUcaUaUbUcIaIbIC負(fù)載對(duì)稱有中線無中線負(fù)載不對(duì)稱有中線無中線(2)三角形連接(負(fù)載對(duì)稱)測(cè)量值負(fù)載狀態(tài)、線電壓(v)相電流(A)線電流(A)線電流/相電流UabUBCUCAIabIBCICAIaIbIcIA/IABIb/IbcIC/ICA對(duì)稱負(fù)載不對(duì)稱負(fù)載(3)相序指示器UabUBCUcaUANUBNUCNIaIbIcUNNRbRcC注意事項(xiàng)1. 可變電容箱D06有2只2f電容和3只220V15W白熾燈泡，分別由三只開關(guān)控制變換接線，二只380V/220V燈泡可通過開關(guān)接成串聯(lián)或后1只燈泡被短接，前1只燈泡與電容并聯(lián)，串聯(lián)接法用于系統(tǒng)中三角形負(fù)載聯(lián)接。2. 作負(fù)載不對(duì)稱連接時(shí)，可同時(shí)控制電容與燈泡的各種聯(lián)接。3. 如使用電流表插座應(yīng)控制插頭快速進(jìn)出，同時(shí)電流