三相电路的相序、电压、电流及功率测量(精)演示教学

专业：电气工程及自动化
姓名：
实验报告
学号：日期：11月3日地点：东三
-202
课程名称：电路与电子技术实验Ⅰ指导老师：李玉玲成绩：
__________________ 实验名称：实验13 三相电路的相序、电压、电流及功率测量实验类型：_______ 同组学生姓名：__
一、实验目的和要求
1、学会三相电源相序的判定方法。

2、学会三相负载Y形和△形联结的连接方法，掌握这两种接法下，线电压和相电压、线电流和相电流的测量方法。

3、熟悉一瓦表法、二瓦表法测量三相电路的有功和无功功率的原理与接线方法。

4、掌握功率表的接线和使用方法。

二、实验内容和原理
原理：
1、确定三相电源相序的仪器称为相序指示器，它实际上是一个星形连接的不对称负载，
一项中接有电容C，另两相分别接入大小相等的电阻R。

所以把图示负载电路接到对称三相电源上，且认定接电容的一相为U相，那么，其余两
相中相电压较高的一相必是V相，相电压较低的一相是W相。

V、W两项电压的相差程度取
决于电容的数值。

一般为便于观测，V、W两相用相同的白炽灯代替R。

2、将三相负载各项的一端连接成中线点N，A、B、C分别接至三相电源，即为Y形联结。

这是相电流等于线电流。

如果电源为对称三相电源，在负载对称时，线电压有效值是相电压有
效值的倍，相位超前角30度，即。

这时各相电流也对称，电源中性点与负
载中性点之间的电压为零。

即使用中性线将两中性点连接起来，中性线电流也等于零。

如果负载不对称，即中性线就有电流流过，这时如将中性线断开，三相负载的各相相电压将不再对称。

各相灯泡会出现亮暗不一致的现象，这就是中性点位移引起各相电压不等的结果。

3、△接法时，线电压等于相电压，但线电流为两相电流的矢量和，若负载对称，则。

4、三相电路功率测量
（1）一瓦表法测有功功率
一瓦表法测三相有功功率——Y形联结一瓦表法测三相有功功率——△形联结（2）二瓦表法
三相总有功功率等于二功率表读数之和。

即P=W1+W2，
无功功率Q=
瓦表法测三相有功功率和无功功率二
Y形联结——
（3）一瓦表法测量总无功功率Q=√3W ——△形联结二瓦表法测三相有功功率和无功功率
一瓦表法测三相无功功率——△形联结
内容：
1、用相序指示器测定三相电源相序。

其中两相所接白炽灯的标称参数为
25W/220V，另一项接两0.1uF的电容并联。

2、三相四线制Y0形对称负载，测量各相、线电压、线电流及中线电流、各相有功功率。

数据记入表（7-13-1）
3、三相四线制Y0形不对称（去掉W相负载中的电容）负载，测量各相、线电压、线电流及中线电流、各相有功功率。

数据记入表（7-13-2）。

4、三相三线制Y形不对称负载（去掉W相负载中的电容,去掉任务3中的中线），测量各相电压、线电压、线电流。

数据记入表（7-13-3）。

增加二瓦表法测量总有功功率。

填入表格。

5、△形对称负载：测量各线电压、线电流、相电流及各相有功功率。

数据记入表（7-13-4）。

6、△形联结对称负载：二瓦表法测量总有功功率和总无功功率，一瓦表法测量总无功功率。

数据记入表（7-13-5）。

三、主要仪器设备
1、三相对称电源。

2、三相对称负载：每一相负载采用两个（25W/220V）白炽灯泡和两个
（1μF/630V）电容并联组成。

3、不对称负载：去掉W相中的电容。

4、交流电压表、交流电流表。

5、功率表。

6、若干导线。

四、操作方法和实验步骤
1、检查各相负载是否正常，检查灯泡的额定功率和额定电压，检查电容的额定耐压值。

2、调节三相电源输出，线电压保持在220V左右，所以对称三相电源的输出相电压<=120V，且在整个实验过程中不再改变。

3、相序测量后，按实际相序进行各个任务所示电路图接线，测量记录数据。

4、切断电源。

五、实验数据记录和处理
1、三相电源的相序是：U-V-W。

2、表7-13-1 三相四线制对称负载Y连接
3、表7-13-2 三相四线制不对称负载Y连接（W相去掉电容）
4、表7-13-3 三相三线制不对称负载Y连接（W相去掉电容）
所以总有功功率=W1+W2=71.28W。

5、
6、
六、实验结果与分析
1、从表7-13-1中，可以得出三相四线制对称负载Y连接的规律：①相电压各相的相电压、线电流有
效值和有功功率近似相等；②线电压为相电压的√3倍，如U相：
UUV/√3=123.3V，约等于相电压的测量值。

③三相负载对称时，中性线线上电流为0。

略有差别的原因可能有：三相电源的输出不是完全的三相对称；电容灯泡的实际值和标称值不同，导致三相负载不是完全相等；仪表显示误差。

2、从表7-13-2中，可以得到：①由于中性线的连接，所以三相的电压相等；
②W相负载不同，所以W相电流和另两相不同，W相负载去掉了并联的两个电容，导纳减小，阻抗增大，所以对应相电流减小。

③因为W相电流的大小和角度都发生变化，三相的相电流矢量和不为0，中性线有电流流过。

3、从表7-13-3中，可以得到：中性线去掉，由于负载不对称，发生了中性点偏移，所以各相的电压不同。

4、从表7-13-4中，可以得到对称负载Δ连接的规律：①负载相等时，线电流等于相电流的√3倍，如U相，IU/√3=0.273，约等于相电流的测量值；②负载对称，各相线电压、相电流有效值和有功功率近似相等。

5、从表7-13-5可看出，两瓦表法和一瓦表法测得的无功功率近似相等。

总结：1、三相四线制中，电源为三相对称电源：若各相负载相同，线电压有效值是相电压有效值的√3倍，线电流等于相电流，中线线电流为0；若负载不同，各相相电压相等，线电流不相同，中性线电流是各相电流的矢量和，所以不为0。

△形联结各负载相同时，线电压等于相电压，线电流等于相电流的√3倍。

2、一瓦表法、二瓦表法测量有功功率、无功功率的适用条件：
一瓦表法测有功功率—Y形联结：三相四线对称负载P = 3P功率表，不对称负载P = PU +PV +PW 一瓦表法测有功功率—△形联结：三相三线对称负载P = 3P功率表不对称负载P = PUV +PVW +PWU 二瓦表法测有功功率—Y形联结或△形联结：三相三线对称负载或不对称负载P = P1+P2
一瓦表法测无功功率—Y形联结：三相三线对称负载或三相四线对称负载Q=√3 P 功率表
一瓦表法测三相无功功率——△形联结：三相三线对称负载Q=√3 P功率表
二瓦表法测三相无功功率——Y形联结：三相三线对称负载或三相四线对称负载Q=√3(P1-P2) 二瓦表法测三相无功功率——△形联结：三相三线对称负载
Q=√3(P1-P2)
七、讨论、心得
本次实验所测的是三相电路的相序、电压、电流和功率测量，实验任务多，而且接线复杂，尤其是将功率表接入电路中，需要注意功率表的同名端。

开始我差点被绕糊涂了，后来对着电路图，一步一步地连接电路，成功了测出了所有所需数据。

除此，这次实验是目前电压最高的实验，固安全十分重要，如尽量单手操作，每次换接线时，关闭电源，实验结束后将调节旋钮逆时针旋转到底，归零。

如实验中一瓦表法测无功功率时我错接将电源短路了，轰的一声后，报警灯亮了，还好有电路的保护，复位后继续实验时我更加细心谨慎。

三相测序时，能看到很明显的亮暗差别，证实了理论课上所讲的。

做实验时耐心谨慎，才能顺利地完成实验。