电路分析实验与技能训练
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1.15 三相电路负载三角形连接的测量实验

一、实验目的

(1)学习三相负载三角形连接的方法。

(2)研究三相负载作三角形连接时,在对称和不对称情况下线电流与相电流的关系。

(3)学习用两表法、三表法测量三相负载三角形连接电路的有功功率。

二、实验仪器设备

(1)三相负载灯箱1套。

(2)交流电压表1块。

(3)交流电流表1块。

(4)功率表1块。

(5)电流插头1个。

三、实验原理与说明

1.三相电路的三角形连接

图1-15-1是三角形连接的三相负载,显然电源只能是三线制供电。忽略线路阻抗时,负载的线电压(也是它的相电压)等于电源的线电压。线电流与相电流的关系为:

图1-15-1 三相负载角接

当电源对称、负载对称时,线电流、相电流都对称,且满足的关系。

2.三相电路功率的测量

(1)一表法:如图1-15-2所示,功率表的读数为一相的功率,乘以3为总功率。

(2)二表法:适用于三相三线制对称或不对称负载的功率测量,Y接电路无中线或△接电路均可,如图1-15-3所示。总功率为P=P1+P2

(3)三表法:适用于Y接和△接的三相不对称负载,测量方法与及接线与一表法相同,对三相分别测量,总功率为P=PU+PV+PW

四、实验内容与步骤

按图1-15-4接线,对三相负载角接电路进行测量,将测量结果填入表1-15-1。

图1-15-2 一表法测功率

图1-15-3 两表法测功率

图1-15-4 负载三角形连接接线图

表1-15-1 对三相负载角接电路进行测量

五、注意事项

(1)该实验电压较高,一定要有安全意识,遵守操作规程,在调整好电压后,断开电源进行电路的连接;做完实验后,先断电,再拆线。

(2)除调节电源外,表中所有数据均在负载上测得。

(3)在对称三相电路中,负载为纯电阻时,两只功率表的读数相等;当cosφ>0.5时,两块功率表的读数为正;当cosφ=0.5时,某一块功率表的读数为零;当cosφ<0.5时,某一块功率表的读数为负值。

(4)实验中记录好每相负载灯泡数及其瓦数,根据已知的电源电压和负载灯泡数,计算各种情况下的负载各相电压、相电流、中线电流等的大小,并与实验所得数据相比较。

六、思考题

(1)两表法中,在负载对称和不对称情况下,两功率表的读数有什么区别?

(2)试证明两表法中,两块功率表读数的代数和等于三相负载吸收的总功率,即P=P1+P2=UUWIUcosφ1+UVWIVcosφ2=PU+PV+PW