三相负载连接原则

中国石油大学（华东）现代远程教育实验报告课程名称：电工电子学实验名称：三相交流电路实验形式：在线模拟+现场实践提交形式：在线提交实验报告学生姓名：任永胜学号：1995738000111年级专业层次：年级：1903 层次：高起专专业：机电一体化技术学习中心：府谷奥鹏学习中心提交时间：2019年11月1日二、实验原理答： 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：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测量项目工作状态测量项目工作状态。

电工技术（电工学I）第五章三相电路three phasecircuit江苏大学电气信息工程学院School of electric and information，UJS内容5.1三相电源5.2负载星形连接的三相电路5.3负载三角形连接的三相电路5.4三相电路的功率5.5安全用电相电压与线电压在对称三相电路中的关系三相对称电源和对称负载的概念相电流与线电流在对称三相电路中的关系对称三相电路电压、电流和功率的计算方法重点5.1三相电源电能可以由谏璧发电厂三峡水力发电站秦山核电站深圳展览中心屋顶的太阳能发电站等转换而得。

而各种电站、发电厂，其能量的转换由三相发电机来完成。

水能（水力发电）、热能（火力发电）、核能（核能发电）、化学能（电池）、太阳能（太阳能电站）、新疆达坂城的风力发电机群风能1、三相电源SNCXBAYZ图5.1.1三相交流发电机示意图工作原理：动磁生电定子+_转子+e A e B e C++–––(末端)(首端) ABC X YZ 图5.1.2三相绕组示意图AX 每相电枢绕组_++_ee+⨯⨯⨯三相对称电动势的表达式ωte Ae Be CSN +•++•••+SN SN+•++••A•+ωXYCBZSNA 相B 相C 相三相对称电动势的相量表示法与前面瞬时值表示法和波形曲线表示法对应三相对称正弦交流电也可用相量表示法表示：通常把这三个“幅值相等、频率相同、相位互差120”的电动势称为三相对称电动势。

它们的特点为：E mBe Ae Ce ●三相对称电动势出现最大值的先后顺序称为三相电源的相序：A -B -C -A 称为正相序正相序●供电系统三相电源的相序为A -B -C -A2、三相电源的相序A -C -B -A 称为负相序3、三相电源的星形连接(1) 连接方式在低压系统,中性点通常接地，所以也称地线。

U p U LCA NB NAB C中性线(零线、地线) 中性点端线(相线、火线)相电压：相线与中性线间的电压C B A U U U 、、Au Bu Cu 线电压：相线与相线间的电压CA BC AB U U U 、、ABu CAu BCu(2)线电压与相电压的关系BA AB U U U -=C B BC U U U -=ACA U U U -=C 根据KVL 定律ANB CAu Bu Cu ABu BCu CAu 30°相量图AU CU BU ABU 30°30°CUB CA U由相量图可得303AAB U U =︒=303BBC U U ︒=303CCA U U 同理()AB A B A BU U U U U =-=+- BU AU CU ︒AB U 12L U PU BU- 3L PU U =线电压超前相电压30°UA·UB·UC·UCA·300U AB··-UBUBC·在日常生活与工农业生产中，常用的电压模式127V 220V 220V 380V 380V 660VP L P L P L U U U U U U ======、、、3. 三相电源的三角形连接p连接结论：电源Δ形时 线电压相电压 l U U AB CBCU CAu BC u ABu电力系统的负载，可以分成两类。

一、领会、理解下列名词、术语及间答题1.支路：电路中的每一个分支。

一条支路流过一个电流，称为支路电流。

2.结点：三条或三条以上支路的联接点。

3.回路：由支路组成的闭合路径。

4.网孔：内部不含支路的回路。

5.电压源：由电动势E和内阻R0串联的电源的电路模型。

6.电流源：由电流I S和内阻R0并联的电源的电路模型。

7.瞬时功率p：瞬时电压与瞬时电流的乘积8.平均功率(有功功率)P：瞬时功率在一个周期内的平均值9.相电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压10.线电压：端线与端线间的电压11.相电流：流过每相负载的电流12.线电流：流过端线的电流13.零输入响应: 无电源激励, 输入信号为零, 仅由元件的初始储能所产生的电路的响应。

14.零状态响应: 储能元件的初始能量为零，仅由电源激励所产生的电路的响应。

15.全响应: 电源激励、储能元件的初始能量均不为零时，电路中的响应。

16.软磁材料：具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。

一般用来制造电机、电器及变压器等的铁心。

常用的有铸铁、硅钢、坡莫合金即铁氧体等。

17.永磁材料：具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽。

一般用来制造永久磁铁。

常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等。

18.矩磁材料：具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接近矩形，稳定性良好。

在计算机和控制系统中用作记忆元件、开关元件和逻辑元件。

常用的有镁锰铁氧体等。

19.铜损：在交流铁心线圈中, 线圈电阻R上的功率损耗称铜损。

20.铁损：在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的功率损耗称铁损。

21.磁滞损耗：由磁滞所产生的能量损耗称为磁滞损耗。

22.涡流损耗：由涡流所产生的功率损耗。

23.高压：1KV及以上的电压称为高压。

有1, 3, 6, 10, 35, 110, 330, 550KV等。

24.低压：1KV及以下的电压称为低压。

有220，380V。

25.安全电压：36V以下的电压称为低压。

我国规定的安全电压等级有：12V、24V、36V等。

电工电子学实验报告姓名：________________________________年级：__________________________________学校：__________________________________时间：__________________________________20XX年XX月XX日指导老师：李教授N I =U I +V I +W I当三相电路对称时，线、相电压和线、相电流都对称，中线N I =U I +V I +W I = 0，中线可以省去，且应的相电压30º；（2）三角形连接的负载如图所示：其特点是：L U =P U ；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和相电压，并记录之。

2．星形对称有中线：按下图接线，每相开3盏灯。

测各线电压、各相电压、各相电流，记录于表中。

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'，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。

测量项目工作状态线电压/V 相电压/V 电流/AU AB U BC U CA U AO'U BO'U CO'I A I B I C I O对称负载有中线无中线不对称负载有中线无中线星形接法数据表五、实验数据及分析测量项目工作状态线电压/V 相电压/V 电流/AU AB U BC U CA U AO'U BO'U CO'I A I B I C I O对称负载有中线无中线不对称负载有中线无中线星形接法数据。

第4章三相电路【基本要求】掌握三相四线制中三相负载的正确联接。

了解中线的作用；掌握对称星形和三角形联接时相线电压、相线电流在对称三相电路中的相互关系；掌握对称三相电路电压、电流和功率的计算。

了解安全用电常识，触电方式及其防护、接地和接零保护以及静电防护与电气防火防爆。

【重点】对称三相负载星形、三角形联接的三相对称电路分析，相线电压、相线电流的关系以及三相电路功率的计算。

【难点】各电压、电流相位的确定以及非对称三相电路分析。

4.1 基本理论1. 三相正弦交流电由三相交流发电机产生，经升压变压器输送至电网，再输送到各地变电所，经降压后到用户。

由发电厂到电网将交流电压升高是为了降低电网传输时的功率损耗；由电网到用户的降压则是为了保障人身和设备的安全。

2. 由三条相线和一条中性线向用户供电的电源称三相四线制电源。

三相四线制电源可提供相、线电压两种电压，且U L=√3U P，线电压相位比对应相电压超前30º。

3. 负载接于三相电源时必须遵循两个原则：一是加于负载的电压必须等于负载的额定电压；二是尽可能使电源的三相负载对称。

根据此两项原则，三相负载可接成星形或三角形。

当负载的额定相电压等于电源相电压时，负载接成星形；当负载的额定相电压等于电源线电压时，负载接成三角形。

4. 负载作星形连接时，I L=I P，当负载对称或负载不对称作Y O（三相四线制）连接时，负载的相电压即电源的相电压，与电源的线电压U L间保持U L=√3U P、相位超前30º关系。

若负载不对称作Y形（三相三相制，无中线）连接时，则以上关系不存在。

可见，中线的作用是不论负载是否对称，可使三相负载的相电压保持对称。

5. 负载作三角形连接时，负载的相电压为电源的线电压，即U P=U L，当负载对称时，I L=√3I P、线电流相位滞后对应的相电流30º。

当负载不对称时，不存在上述关系。

6. 三相负载的有功功率和无功功率分别等于每相负载的有功功率和无功功率之和，即P=P A+P B+P CQ=Q A+Q B+Q CS=√P2+Q2C若负载对称时，则有如下计算公式P=3U P I P cosϕ=√3U L I L cosϕQ=3U P I P sinϕ=√3U L I L sinϕS=√P2+Q2=3U P I P=√3U L I L上式对星形联接和三角形联接的三相负载均适用。

三相交流电路电压、电流的分析与测量一、实验目的1．掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法，验证这两种接法时线、相电压及线、相电流之间的关系。

2．充分理解三相四线供电系统中中线的作用。

二、原理说明1．三相负载可接成星形（又称“Ｙ”接）或三角形(又称"△"接，当三相对称负载作Y 形联接时，线电压Ul 是相电压Up 的倍。

线电流Il 等于相电流Ip，即U l＝U p I l＝I p当采用三相四线制接法时，，流过中线的电流I0＝0，所以可以省去中线。

当对称三相负载作△形联接时，有I1=Ip, U1=Up2．不对称三相负载作Y 联接时,必须采用三相四线制接法，即Y0 接法。

而且中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。

倘若中线断开，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，使负载遭受损坏；负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作。

尤其是对于三相照明负载，无条件地一律采用Y0 接法。

3．当不对称负载作△接时，Il≠Ip，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。

三、实验设备及器件序号名称型号与规格数量备注1三相交流电源3Φ0～220V12三相自耦调压器13交流电压1表4 交流电流表15 三相灯组负载40W/220V白炽灯9 DGJ-046 电门插座 3DGJ-04四、实验内容1．三相负载星形联接（三相四线制供电）按图6-3-3-1 线路组接实验电路。

即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源,将三相调压器的旋柄置于三相电压输出为0V的位置，经指导教师检查后。

方可合上三相电源开关，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220V，按表6-3-3-1数据表格所列各项要求分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流（相电流）、中线电流、电源与负载中点的电压，记录之。

并观察各相灯组亮暗的变化程度，特别要注意观察中线的作用。