三相交流电路实验报告

一、实验目的

1．练习三相交流电路中负载的星形接法。

2．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。

3．充分理解三相四线供电系统中中线的作用。 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：

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 UOO'/ 工作状态 对称 负载 有中线 无中线 UAB UBC UCA UAO' UBO' UCO' IA IB IC IO v 不对称 有中线 负载 无中线 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 UOO工作状态 有中对称 UAOU UBC UCA UBO' UCO' IA AB ' '/v IB IC IO 229 230 229 132 132 132 0.246 0.249 0.25 0.05 0 线 132 0.248 0.249 负载 无中 229 230 229 132 131 0.246 0 0 线 有中不对称 线 负载 无中 229 230 229 230 229 134 131 131 0.0850.167 0.25 0.143 0 229 178 131 184 0.0980.178 0.205 0 52 线 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

答：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：根据负载的工作电压来作连接的,如额定电压380V的电机则用三角形连接,220V的电机则采用星形连接.

2．说明在三相四线制供电系统中，中线的作用是什么？

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。