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一、实验目的 1. 练习三相交流电路中负载的星形接法。 2. 了解三相四线制中线的作用。

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：

图 1 星形连接的三相电路 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：

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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， 相电压和线、 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。

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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 2.交流电压表 3.交流电流表 一个(灯泡，220V,25W)(DG04-S) 一个(300V,600V)(DG053) 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

UAB工作状态 对称 负载 不对称 负载 有中线 无中线 有中线 无中线

UBC

UCA UAO' UBO' UCO'

IA

IB

IC

IO

UOO'/v

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五、实验数据及分析 表 1 星形接法数据 测量项目 工作状态 对称 负载 不对称 负载 有中线 无中线 有中线 无中线 线电压/V 相电压/V 电流/A

UAB

UBC

UCA

UAO' UBO' UCO'

IA

IB

IC

IO

UOO'/v0 0 0 52

229 230 229 132 132 132 0.246 0.249 0.250 0.05 229 230 229 132 131 131 0.246 0.248 0.249 0

229 230 229 134 133 131 0.085 0.167 0.250 0.143 229 230 229 178 151 84 0.098 0.178 0.205 0

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 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。

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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：1)星形连接的负载

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 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， 相电压和线、 线、 相电流都对称， 此时线、 相电流满足： 三相负载按星形连接，线电压等于相电压的 倍，线电流等于相电流。三相负载按三角形 倍。

连接，线电压等于相电压，线电流等于相电流的

2、说明在三相四线制供电系统中，中线的作用是什么？ 答： 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。 1 在三相四线制供电系统中，中线的作用是：○若三相负载对称，则相、线电流对称，中线电