哈工大三相电路的测量概要

1、电路实验实验三三相电路的测量基于三相电能及功率质量分析仪测量一、 实验目的1.验证三相电路的星形连接与三角形连接电路的线电压、相电压及线电流、相电流之间的关系2.了解负载中性点位移的概念、中线的作用和一相电源断线后对负载的影响。3.掌握三相负载星形联接的三相三线制、三相四线制接法和三角形联接的接法。4.掌握三相电路电压、电流、有功功率、无功功率和视在功率的测量方法。5.掌握三相电能及功率质量分析仪的使用方法。二、 简述实验原理1.三相电源和负载可接成星形（又称V”接）或三角形（又称接）。当三相对称负载作Y形联接时，线电压Ui是相电压Up的-.3倍。线电流ii等于相电流ip,即Ui二、3up,h

2、 = J3ip三相四线制接法中，流过中性线的电流Io=o，这种情况下可以省去中性线，变成三相三 线制接法。当对称三相负载作形联接时，有h 3ip,Ui二Up2.不对称三相负载作Y联接时，应采用三相四线制接法，而且中性线必须牢固联接，以保 证三相不对称负载的每相电压维持对称。倘若中性线断开，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，使负载容易遭受损坏；负载重的那一相的相电压过低，使负载不 能正常工作，这对三相照明负载表现得尤为明显。3.当不对称负载作联接时，h=、3ip，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。4. FLUKE 4

3、34卫三相电能质量分析仪提供了广泛且强大的测量功能，利用434三相电能质 量分析仪可以测量有效值和峰峰值电压和电流、频率、功耗、有功功率、无功功率、视在功率、 功率因数、高达50次的谐波等；并具有示波器波形和示波器相量功能，可随时显示所测电压及电 流的波形及相量。5.电压/电流/频率的测量需要在分析仪的面板菜单选项中选择“电压电流频率”。进入测 量界面后，即可读出相电压、线电压和电流的有效值，测量界面中显示的数字是当前值，这些值 会持续更新。当测量启动时，就马上开始记录这些值相对于时间所发生的变化。电工电子实验教学中心实 验报告26.功率和电能的测量要选择分析仪面板菜单选项中的“功率和电能”

4、一项。其所能进行的 功率测量如下：有功功率（W），视在功率（VA），无功功率（var）,谐波功率（VA），不平衡无功 功率（VAUnb），基波有效功率（W fund），基波视在功率（VA fund）。功率因数（PF），位移功 率因数（DPF或cos，基波有效功率与基波视在功率之间的比率）。有功能量（Wh）,视在能 量（VAh），无功能量（varh）,正向能量（Wh,kWh forw）,反向能量（Wh,kWh rev）。7.若要观察示波器波形和相量图，可以按“Scope键进入示波器模式，该模式可以与其他 正在进行的测量结合使用，而无需中断记录读数。三、实验用仪器名称及型号FLUKE434-H三相

5、电能质量分析仪，FLUKE5B型万用表，HIT-601交流功率测量综合实验箱， 导线电工电子实验教学中心实 验报告3四、实验任务1三相电源与三相实验箱注意事项：本次实验是强电实验，电压较高，切记保证不带电作业。即：在接 线、查线、改线、拆线时要切断电源。并严格遵守“先接线后通电”，“先断电后 拆线”的操作顺序，确保人身安全和仪器仪表的安全。本次实验电源开关如图1所示，输出端黄、绿、红三个接线柱为A相、B相和C相（相序可 假设）输出端，右边黑色接线柱为零线。三相电源输出线电压为220V。空气开关使用时应扳至上 方，如发生短路则自动跳下断开电源，当电路连接正确后，空气开关才能合上。图3交流功率测量

6、综合实验箱面板示意图如图2所示，其中A相各负载的电路示意图如图3所示,白炽灯、电容、电感都是不连通的，例如欲将两盏白炽灯并联，应分别连接 A1A2和X1X2。:x2OXTi0ILJD3I0图1电源开关图2电工电子实验教学中心实 验报告42负载星形联结的电压、电流及功率测量（1）熟悉三相电能及功率质量分析仪的基本使用方法， 参考分析仪使用说明，设置三相电 能及功率质量分析仪电压、频率、电流测量范围，选择合适的接线方式。记录设置结果：SETUPFLUKE 43411 U03.D5Uacr:151IWimn UULI泗PIFTKtHllQIT7IFWBllW)*3Un UUL l一根端线断路U* |

7、-und 11 -3Varund g % fi.riA3JHa 5QJO3劉加0W tf( (4j -15日 呼西anrwie otdee 4W黑itzjjoIT出5DJ03SRAI*I-18W fc-I3B 25dirivitMVUMhJjQIT匚HO11CToi：i4；nMDU肆IhJOIT、,VWFMCKncaisoAft fund -3HRfund 0083RfC h.mrl 00011fHV1 0d5:WUfflT SHFA Ct4W 54IU3B IT CH5A16Q5 . VOPFMCK电工电子实验教学中心实 验报告7根据功率测量结果计算电路的总有功功率，并对实验结果进行分析总结

8、。总有功功率在负载对称时、负载不对称时、C端线断线时分别为31.3W 20.9W 21W分析总结：当某一相负载为电容时，该相只有无功功率，不产生有功功率；总有功功率为各相 有功功率之和，总无功功率为各相无功功率之和；每相视在功率为该相无功功率与有功功率平方 和的开方；总视在功率不是各相视在功率的直接相加。同时，由于中性线平衡负载的作用，上述 情况下每项的有功功率基本不变。（4）采用三相三线制负载星形联结，测量各线电压、相电压、线电流，数据记入表2。记录不 对称负载电压、电流相量图，一根端线断路电压、电流相量图，一相负载短路电压、电流相量图。 根据记录的相量图分析电路的特点。表2三相三线制负载星

9、形联结的电压、电流测量线电压/V相电压/V线电流/mAUAB，UBUcAUAN*UB NUCN*IA1BIc对称负载（各相接一盏灯）219.2220.8218.3125.1126.9128.5838381不对称负载（两相接灯 泡，一相接4讦电容）219.7221.3218.3243.3141.8105.311487171C端线断线（对称负 载）219.3109.3110.5110.5109.6078780C相负载短路（对称负载）220.8222.0218.9218.7222.00108108186不对称负载电压电流相量图一根端线断路电压电流相量图一 相 负 载 短 路 电 压 、 电 流 相

10、量 图电压相量图电流相量图不对称负载HRl-und 0.1 1 JFund 0.1E7 Rchim I 0.172 Ha5QJ0D商Adi - 3flR- 67I；ICJ211V9LTAHFA CIWISJn UULI名53 Vf4WIT电工电子实验教学中心实 验报告8实验结果分析:与三相四线制负载星形联结相比，三相三线制负载星形联结少了中性线。当三相负载完全对 称时，负载中性线中电流为0，因此中性线可以没有；当对于负载不对称，或某相断开或短路时, 没有中线，将使各相负载电压不等，从而使得某些设备电压超过额定电压。(5)测量三相三线制对称负载、不对称负载、C端线断线、C相短路时各相负载的功率，

11、包括有 功功率、视在功率、无功功率，自拟表格记录。有功功率(W)/W视在功率(VA)/W无功功率(var)/WABCABCABC负载对称10.410.510.510.410.510.50.30.30.2负载不对称27.712.3027.712.318.01.10.418.0C端线断线8.68.508.68.500.30.30C相短路23.624.0023.624.000.910根据功率测量结果计算电路的总有功功率，并对实验结果进行分析总结。pmwn juLis/nnpHtKi一根端线断路Art Fund 0.H7BRft rund 0 U7BHe hind 0001Hi 5QJ01SR 4i*

12、i -350彌時i -179W i；|tj西4IWiSJn UULIESTZWWB一相负载短路U.x1270U*Fimd I己 生EUccwdlS&BHs5QJ01貝加0OU( (f刮-12D 0lLA-E41_5 ustsjrRfti fund0 I。日HBFund 0100Hehmri0 IBBHs 49S9SRAII- SBW tfiaj - 89OR u町*239WWt0*d9dM11I-J % rund 0.1UtM 111-5出5QJ01弘 z0列跑-345臥跡I ISO11*4:15E3-CEU*4：#E护Ea-ct4W5 IIZJJ8匚H5016QMCKtwstiizj

13、je ncm) )i60iriuit dt；nin rw MtzJJMT CHtMiwE3VMU呵kzJJMT CHM1WjWQprRACK电工电子实验教学中心实 验报告9总有功功率在负载对称时、 负载不对称时、C端线断线时、C相短路时分别为31.4W 30.0W 17.1W 47.6W分析总结：当某一相负载为电容时，该相只有无功功率，不产生有功功率；总有功功率为各 相有功功率之和，总无功功率为各相无功功率之和；每相视在功率为该相无功功率与有功功率平 方和的开方；总视在功率不是各相视在功率的直接相加。同时，由于没有中性线的平衡负载作用, 各相在上述各情况下有功功率并不相等。3.负载三角形联结的

14、电流测量（1）三相电能及功率质量分析仪设置、接线方式与星形联结相同。（2）实验电路如图5所示，负载三角形联结，测量各线电流和相电流，数据记入表3中。记 录不对称负载电压、电流相量图，一根端线断路电压、电流相量图，一相负载断路路电压、电流 相量图。表3负载三角形联结的电流测量线电流/mA相电流/mAIA1BIC1AB*IB CICAH对称负载（各相接一盏灯对称负载（两相接灯泡，一相接2gF电容）26118893109109162A B相负载断路（对称负载）1061091860109106一根端线断路（对称负载）18618501097777电工电子实验教学中

15、心实 验报告10（3）根据实验测量结果，总结负载三角形联结时相电流和线电流之间的关系。当对称三相负载作形联接时，线电流为相电流的-.3倍；当负载不对称时，如一项负载为电容，因有相位的关系，需要带入相量进行具体分析，一般不为、3倍。4、拓展实验：将三相对称负载的一相换为电感性负载或电感与电容并联负载，重新进行上述测 量，并对实验结果进行分析总结。五、思考题1三相四线制系统，中性线上可以安装开关和保险吗？为什么？答：不能安装熔断器。因为在三相四线制不对称星形负载中，中性线电流乘以中性线阻抗就 等于中性点位移电压。若中性线上安装了熔断器，一旦发生断路，会使中性线阻抗变为无穷大， 产生严重的中性点位移

16、，使三相电压严重不对称。因此在实际工作中，除了要求中性线不准断开（如 中性线上不准装开关、熔断器等）外，还规定中性线截面不得低于相线截面的1/3;同时要力求三 相负载平衡，以减小中性线电流，让中性点位移减小到允许程度，保证各相电压基本对称。线电流相量图相电流相量图电压相量图不对称负载一相负载断路一根端线断路IHMWwM i-wTmnRHl?!备 Z 诡Hr灿3MARdl -Ha#3 -IE4irnvir电工电子实验教学中心实 验报告112三相三线制负载星形联结，当负载不对称时，有无中性点位移？为什么？答：有中性点位移。因为在三相三线制电路中，即使三相电源是对称的，但是若三相负载不 对称，就会使

17、得三相负载上分配的电压也不对称，进而使负载的中性点与负载对称时的中性点（即 电源中性点）之间有电位差，二者不重合，这样就造成了中性点位移。电工电子实验教学中心实 验报告12三相电路的测量原始数据记录学号：12S006081姓名：王表1三相四线制负载星形联结的电压、电流测量线电压/V相电压/V线电流/mAUA B UB C UCA UAN*UB NUCNI*IA1BICIN对称负载（各相接一盏灯）218.5220.1217.6125.1126.9127.18282819不对称负载（两相接灯泡，一相接4F电容）218.3220.0217.8124.6126.6127.38283212228C端线断

18、线（对称负 载）219.2127.3125.7125.9127.308383083不对称负载电压电流相量图一根端线断路电压电流相量图电压相量图电流相量图不对称负载U.x 127 0Up；1阳7Uf：himlig&eHs5DJ0ESVaio-izn-E41witrie Q财影I3S 25dUm T AHF AIB C5 , WFRACKRe血SR加Wtitj讪CiejftUUFund 0.083rund 0.TO3hind O BOB49SE-35日119-151电工电子实验教学中心实 验报告13表2三相三线制负载星形联结的电压、电流测量线电压/V相电压/V线电流/mAUAB *UBC

19、*UCA *UAN *UBNUCN *IA1BIC对称负载（各相接一盏 灯）219.1220.8218.3125.1126.9128.5838381不对称负载（两相接灯 泡，一相接4卩F电容）219.7221.1218.3243.3141.8105.211487171C端线断线（对称负载）219.3109.3110.3110.5109.5078780C相负载短路（对称负载）220.8222.0218.9218.8222.00108108186不对称负载电压电流相量图一根端线断路电压电流相量图一相负载短路电压、电流相量图电压相量图电流相量图咖MR U TRHFTrtTBT?PHMflP UOI TlMPHrtirRTT不对称负载Us httid 127.9u B HNkJR9E% ftHkJUBSHz49.98刮刈0-ro-?4Ifl A fum 81 Mfl fund D0B7Rc futd M72旳5100 SfiAirt - 3SRBI*!-67iflcit -EHPHMOR Wi TAMPWirHT?LjnguiiB111.B UPHASOR WOi TAhPWirHT?一根端线断