三相電路的相序、電壓、電流及功率測(cè)量
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/b>
1、學(xué)會(huì)三相電源相序的判定方法;
2、學(xué)會(huì)三相負(fù)載Y和Δ的連接方法,掌握這兩種接法下,線電壓和相電壓、線電流和相電流的測(cè)量方法;
3、熟悉一瓦表法測(cè)量有功和無功功率的原理與接線方法;
4、熟悉二瓦表法測(cè)量三相電路有功和無功功率的原理與接線方法;
5、進(jìn)一步掌握功率表的接線和使用方法。
二、原理說明
1、在三相電源供電系統(tǒng)中,電源相序的確定是極為重要的事情,因?yàn)橹挥邢嗤嘈虻南到y(tǒng)才能并聯(lián)工作;三相電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向也完全取決于電源的相序;許多電力系統(tǒng)的測(cè)量?jī)x表及繼電保護(hù)裝置也與相序密切相關(guān)。
確定三相電源相序的儀器稱為相序指示器,它實(shí)際上是一個(gè)星型連接的不對(duì)稱電路,一相中接有電容C,另二相分別接入大小相等的電阻R(比如兩個(gè)相同的白熾燈泡),如圖6.13.1所示。
圖6.13.1 相序指示電路
如果把圖6.13.1的負(fù)載電路接到對(duì)稱三相電源上,且認(rèn)定接電容的一相為A相,那么,其余兩相中相電壓較高的一相必定是B相,相電壓較低的一相是C相。B、C兩相電壓的相差程度決定于電容的數(shù)值。一般為便于觀測(cè),B、C兩相用相同的白熾燈代替R,為使燈泡亮暗差別較大,選擇 。
2、將三相負(fù)載各相的一端連接成中點(diǎn)N,A、B、C分別接至三相電源,即為Y連接,如圖6.13.2所示。這時(shí)相電流等于線電流。如果電源為對(duì)稱三相電源,在負(fù)載對(duì)稱時(shí),線電壓的有效值是相電壓的有效值的 倍,即
這時(shí)各相電流也對(duì)稱,電源中點(diǎn)與負(fù)載中點(diǎn)之間的電壓為零。即使用中線將兩中點(diǎn)之間連接起來,中線電流也等于零。如果負(fù)載不對(duì)稱,則中線就有電流流過,這時(shí)如將中線斷開,三相負(fù)載的各相相電壓將不再對(duì)稱。各相燈泡會(huì)出現(xiàn)亮暗不一致的現(xiàn)象,這就是中點(diǎn)位移引起各相電壓不等的結(jié)果。
圖6.13.2 圖6.13.3
3、Δ接法如圖6.13.3所示,這時(shí)線電壓等于相電壓,但線電流為對(duì)應(yīng)的兩相電流的矢量和,即若負(fù)載不對(duì)稱,雖然不再有 倍的關(guān)系,但線電流仍為相應(yīng)的相電流矢量和,這時(shí)只有通過矢量圖方能計(jì)算出它們的大小和相位。
4、三相功率的測(cè)量原理參考第3章第3.3節(jié)。
三、實(shí)驗(yàn)任務(wù)
注意:實(shí)驗(yàn)中三相電源的線電壓輸出調(diào)節(jié)到220V,并保持不變。
1、用兩個(gè)白熾燈泡與一個(gè)電容器組成相序指示器,判定三相電源相序,結(jié)果記入表6.13.1;
2、采用三相四線制對(duì)稱負(fù)載Y連接,測(cè)量各線電壓、相電壓、線電流及中線電流,并用一瓦表法測(cè)量各相負(fù)載的有功功率(單相負(fù)載采用兩個(gè)25W 220V燈泡和兩個(gè)1μF電容并聯(lián)組成),數(shù)據(jù)記入表6.13.2;
3、采用三相四線制不對(duì)稱負(fù)載Y連接(將W相負(fù)載中的電容去掉),測(cè)量各線電壓、相電壓、線電流及中線電流,并用一瓦表法測(cè)量各相負(fù)載的有功功率,數(shù)據(jù)記入表6.13.3;
4、斷開中線,重復(fù)任務(wù)3中的各項(xiàng)測(cè)量,數(shù)據(jù)記入表6.13.4;
5、采用三相對(duì)稱負(fù)載Δ連接,測(cè)量各線電壓、線電流、相電流及各相有功功率,數(shù)據(jù)記入表6.13.5;
表6.13.1 相序測(cè)定(U相接電容C,默認(rèn)為A相)
相序 |
A |
B |
C |
? |
U |
? |
? |
6、用二瓦表法測(cè)量負(fù)載Δ連接電路的有功功率和無功功率,用一瓦表法測(cè)量負(fù)載電路的無功功率,數(shù)據(jù)記入表6.13.6;
7、比較任務(wù)2、3、4各測(cè)量結(jié)果。
表6.13.2 三相四線制對(duì)稱負(fù)載Y連接
線電流(mA) |
相電壓(V) |
有功功率(W) |
線電壓(V) | |
A相 |
? |
? |
? |
UAB= |
B相 |
? |
? |
? |
UBC= |
C相 |
? |
? |
? |
UCA= |
中線電流= mA
表6.13.3 三相四線制不對(duì)稱負(fù)載Y連接
線電流(mA) |
相電壓(V) |
有功功率(W) |
線電壓(V) | |
A相 |
? |
? |
? |
UAB= |
B相 |
? |
? |
? |
UBC= |
C相 |
? |
? |
? |
UCA= |
中線電流= mA
表6.13.4 三相三線制不對(duì)稱負(fù)載Y連接
線電流(mA) |
相電壓(V) |
有功功率(W) |
線電壓(V) | |
A相 |
? |
? |
? |
UAB= |
B相 |
? |
? |
? |
UBC= |
C相 |
? |
? |
? |
UCA= |
表6.13.5 對(duì)稱負(fù)載Δ連接
線電壓(V) |
相電流(mA) |
有功功率(W) |
線電流(mA) | |
AB |
? |
? |
? |
IA= |
BC |
? |
? |
? |
IB= |
CA |
? |
? |
? |
IC= |
表6.13.6 對(duì)稱負(fù)載Δ連接的功率測(cè)量
? |
W1 |
W2 |
三相總有功功率 |
三相總無功功率 |
二瓦表法 |
? |
? |
? |
? |
一瓦表法 |
? |
- |
- |
? |
四、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備
1、數(shù)字萬用表
2、電工綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)
3、DG05單相燈負(fù)載實(shí)驗(yàn)組件
五、預(yù)習(xí)思考及注意事項(xiàng)
1、一組三相對(duì)稱負(fù)載接成Y或△接法,由相同的線電壓供電,其線電流及三相總功率的關(guān)系如何?若供電電壓有變化,則如何比較△、Y接法的電流、電壓和功率?
2、實(shí)驗(yàn)中各次測(cè)量功率時(shí),功率表的電壓、電流量限應(yīng)如何選擇?
3、推導(dǎo)無功功率測(cè)量線路的計(jì)算公式。
4、功率表的損耗對(duì)測(cè)量結(jié)果是否有影響?如何判斷其影響的大小?如何消除?
5、本實(shí)驗(yàn)要求對(duì)稱三相電源的輸出線電壓為220V。
六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
1、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析測(cè)量結(jié)果;
2、由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出相序指示器的矢量
評(píng)論