实验七 三相交流电路的测量数据
一、实验目的
1. 掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法， 验证这两种接法下线、相电压及线、 相电流之间的关系。
2. 充分理解三相四线供电系统中中线的作用。
二、原理说明
1. 三相负载可接成星形（又称“Ｙ”接）或三角形(又称\△\接)。当三相对称负载作Y 形联接时，线电压UL是相电压Up的倍。线电流IL等于相电流Ip，即 UL＝Up，IL＝Ip
在这种情况下，流过中线的电流I0＝0， 所以可以省去中线。 当对称三相负载作△形联接时，有IL＝Ip， UL＝Up。
2. 不对称三相负载作Y 联接时,必须采用三相四线制接法，即Y0接法。而且中线必须 牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。
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。尤其是对于三相照明负载， 无条件地一律采用Y0接法。
3. 当不对称负载作△接时，IL≠ Ip，但只要电源的线电压UL对称，加在三相负载上 的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。
三、实验设备
序号 1 2 3 4 5 6 名 称 交流电压表 交流电流表 万用表 三相自耦调压器 三相灯组负载 电门插座 型号与规格 0～500V 0～5A 无 无 220V，15W白炽灯 3 数量 1 1 1 1 9 3 备注 无 无 自备 无 DGJ-04 DGJ-04
四、实验内容
1. 三相负载星形联接（三相四线制供电）
按图 7-1 线路组接实验电路。即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源。 将三相调压器的旋柄置于输出为0V 的位置（即逆时针旋到底）。经指导教师检查合格后， 方可开启实验台电源，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220V，并按下述内 容完成各项实验，分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、相电流、中线电流、电源 与负载中点间的电压。将所测得的数据记入表7-1 中，并观察各相灯组亮暗的变化程度， 特别要注意观察中线的作用。
图7-1
表7-1 （表中：Y0代表有中线；Y代表无中线）
测量数开灯盏数 线电流（A） 线电压（V） 据 ABCIA IB IC UAB UBC 相 相 相 Y0接平衡负载 Y接平衡负载 Y0接不平衡负载 Y接不平衡负载 Y0接B相断开 Y接B相断开 相电压（V） UCA UA0 UB0 UC0 中线中点电流电压I0(A) UN0 3.097 52.1 121.1 3 3 1 1 1 1 3 3 2 2 3 3 3 3 3 3 0.23 0.24 0.24 219 218.7 217.6 125.6 127.9 125.5 0.01 0.23 0.24 0.24 218.6 218.5 219.6 128.4 124.9 125.4 0.08 0.16 0.24 219.9 219.1 218.8 126.6 127.6 126 0.09 0.17 0.20 220.4 219.4 219.1 169.4 142.7 82 0.14 0.08 0 0.24 221.3 220.0 219.1 126.7 128.7 125.9 0.22 0.10 0 0.10 221.4 220.9 219.2 206.8 214.7 12.32
2. 负载三角形联接（三相三线制供电）
按图 7-2 改接线路，经指导教师检查合格后接通三相电源，并调节调压器，使其输出
线电压为220V，并按表13-2 的内容进行测试。 图7-2
表7-2
测量开灯盏数 数据 A-B相 B-C相 C-A相 线电压=相电压（V） 线电流（A） UAB UBC UCA IA IB IC 相电流（A） IAB IBC ICA 三相平衡 三相不平衡 3 1 3 2 3 3 215.5 215.4 214.6 0.54 0.54 0.54 0.30 0.32 0.31 218.4 217.2 215.5 0.38 0.28 0.48 0.10 0.22 0.31
五 实验分析：
1 由表7-1可知对称三相电路中星型负载电流电压数据如下所示： 测量数据 开灯盏数 ABC线电流（A） IA IB IC 线电压（V） UAB UBC UCA 相电压（V） UA0 UB0 UC0 相 相 相 Y0接平衡负载 3 3 3 0.23 0.24 0.24 219 218.7 217.6 125.6 127.9 125.5
（1）UAB=219 UA0=125.6 所以UAB/UA0=1.744 相对误差=*100%=0.7%
（2）UBC=218.7 UB0=127.9 所以UBC/ UB0=1.710 相对误差=*100%=1.3%
（3）UCA=217.6 UC0=125.5 所以UCA/UC0=1.734 相对误差=*100%=0.1%
2 由表7-2可知对称三相电路中三角形负载电流电压数据如下所示： 测量开灯盏数 数据 A-B相 B-C相 C-A相 线电压=相电压（V） 线电流（A） UAB UBC UCA IA IB IC 相电流（A） IAB IBC ICA 三相平衡 3 3 3 215.5 215.4 214.6 0.54 0.54 0.54 0.30 0.32 0.31 （1）IA =0.54 IAB =0.30 所以IA / IAB =1.8
相对误差=*100%=3.9%
（2）IB =0.54 IBC =0.32 所以IB/IBC =1.688 相对误差=*100%=2.5%
（3）IC =0.54 ICA =0.31 所以IC / ICA =1.742 相对误差=*100%=0.6%
3 .通过实验数据和观察到的现象,如下所示: 测量数据 开灯盏数 ABC线电流（A） IA IB IC 线电压（V） UAB UBC UCA 相电压（V） UA0 UB0 UC0 相 相 相 Y0接不平衡负载 Y接不平衡负载 1 1 2 2 3 3 0.08 0.16 0.24 219.9 219.1 218.8 126.6 127.6 126 0.09 0.17 0.20 220.4 219.4 219.1 169.4 142.7 82 倘若不接中线,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。所以中线起着调节三相电压平衡保护负载和电路的作用。
4不对称三角形联接的负载，不能正常工作。从实验现象中可以看出不对称三角形负载联接时有的灯亮有的灯暗,从实验数据中也可以分析出。如下图所示: 测量开灯盏数 数据 A-B相 B-C相 C-A相 线电压=相电压（V） 线电流（A） UAB UBC UCA IA IB IC 相电流（A） IAB IBC ICA 三相不平衡 1 2 3 218.4 217.2 215.5 0.38 0.28 0.48 0.10 0.22 0.31 表中各相相电流显然不相等，所以不能正常工作,故照明负载一般都接成三线四相制。
5相量图如下所示:
因为：IAB=0.10 IBC=0.22 ICA=0.31 由余弦定理知：IA=0.37 IB=0.28 IC=0.46 IA相对误差=*100%=2.6%
IB相对误差=0
IC相对误差=*100%=4.2%
六实验注意事项
1. 本实验采用三相交流市电，线电压为380V， 应穿绝缘鞋进实验室。实验时要注意 人身安全，不可触及导电部件，防止意外事故发生。
2. 每次接线完毕，同组同学应自查一遍， 然后由指导教师检查后，方可接通电源，必 须严格遵守先断电、再接线、后通电；先断电、后拆线的实验操作原则。
3. 星形负载作短路实验时，必须首先断开中线，以免发生短路事故。
4．为避免烧坏灯泡，DGJ-04实验挂箱内设有过压保护装置。当任一相电压＞245~250V 时，即声光报警并跳闸。因此，在做Y 接不平衡负载或缺相实验时，所加线电压应以最高 相电压＜240V 为宜。