三相电路电压、电流及相序的测量
三相电基础知识
三相电基础知识
三相电是一种常用的电力供应方式，常见于工业和商业领域。
以下是三相电的基础知识：
1. 三相电的定义：三相电是指由三个电源发出的电流，每个电源之间相位差为120度。
三相电的三个电流波形相互偏移，但具有相同的幅值和频率。
2. 相和相序：在三相电系统中，每个电源的电流被称为一个相。
相序指的是电源电流波形相继出现的顺序，通常被标记为A、B、C相或R、S、T相。
3. 相电压和线电压：在三相电系统中，可以测量相电压和线电压。
相电压是指每个相对中性点的电压，而线电压是指两个相之间的电压。
4. 平衡和不平衡负载：如果每个相的负载相等，称为平衡负载。
当负载不均匀或不对称时，称为不平衡负载。
不平衡负载会导致相电流和线电压的不均衡。
5. 三相电功率：三相电功率由有功功率、无功功率和视在功率组成。
有功功率用于执行实际功效，无功功率用于电磁场的形成，而视在功率是有功功率和无功功率的综合。
6. 三相电路连接方式：常见的三相电路连接方式包括星形连接和三角形连接。
在星形连接中，每个负载与一个相和中性点连接。
在三角形连接中，每个负载连接在两个相之间。
7. 三相电的优势：相比于单相电，三相电具有一些优势。
它可以提供更大的功率输出，功率因数更高，电力传输更高效。
在工业领域，三相电广泛用于驱动电机和供电大型设备。
这些是关于三相电的基础知识，对于深入了解和应用三相电，可能需要更详细的学习和实践。
《电工技术基础》第三章
N即为 ，因此，各负载的相电压为
➢ 即：
➢ 由于 、 两端的电压都超过了其额定电压，因此两灯将会被烧坏
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五、三相负载的Y形联结
例题3-1
➢ 相断开时， 两端的相电压
；此时 相和 相不受影响， 、 两
端的相电压 、 仍为220 V
和 称为相线或端线，俗称火线
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三、三相交流电源的Y形联结
➢ 三相交流电源中，每相绕组始端与末端间的电压，亦即相线与中性线之间的 电压，称为相电压，其有效值用 、 和 表示，或一般地用 表示
➢ 任意两始端间的电压，亦即两相线之间的电压，称为线电压，其有效值 用 、 和 表示，或一般地用 表示
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，则称为三相对称负
CRED CAR IT D 123 456 789 000
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五、三相负载的Y形联结
➢ 负载接入三相电路时，应遵循以下两个原则。 ➢ （1）加在负载上的电压必须等于其额定电压。 ➢ （2）应尽可能使电源的各相负载均匀对称，从而使三相交流电源趋于平衡
➢ 将三相负载的末端连接于 N 点，并与三相交流电源的中
➢ 、 和 均为绕组的始端，U2、 和 均为绕组的末端 ➢ 这三个绕组的几何结构、绕向和匝数都相同，但各绕组的始端
或末端之间彼此相隔 ，故称为三相绕组
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一、三相交流电的产生
➢ 转子的铁芯上绕有励磁绕组，采用直流励磁
➢ 选择合适的极面形状和励磁绕组布置方式，可使定子与转子
间气隙中的磁感应强度按正弦规律分布
2
能够测量三相交流电路的功率
➢ 我国民用供电多使用三相交流电作为楼层或小区的进线电源， 其相电压为220 V，而线电压为380 V，且一般都设有中性线， 即采用三相四线制，进户线那么为单相线，即三相中的一相， 其对地或对中性线的电压均为220 V
电工学 实验2 三相正弦交流电路的研究
A
负
B
*
* P2
W
载
C
图 4.2
用两表法测量三相功率
②负载的功率因数大于 0.5 时，两只功率表的读数均为正。 ③负载的功率因数等于 0.5 时，某一只功率的读数为零。 ④负载的功率因数小于 0.5 时，某一只功率表的指针会反转。为了 读数，可将转换开关由“+”转换到“—” ，此时该表读数应取负值。
基本实验任务 1．三相电源：星形联接的三相四线制电源的线电压和相电压都是对 称的，其大小关系为 U L 3U P ，通常三相电源的电压值是指线电压的 有效值。 2．三相负载的联接：三相负载有星形和三角形两种联接方式。星形 联接时，根据需要可以联接成三相三线制或三相四线制；三角形联接时 只能用三相三线制供电。在电力供电系统中，电源一般均为对称，负载 有对称负载和不对称负载两种情况。 (1) 三相负载的星形联接：带中线时，不论负载是否对称，总满足 以下关系：
A IA FU
*
IB
a
x y
B
*
IC
b
C N
*
IN
c
z
*
图 4.4 三相对称负载星形联接
合上电源开关。 （2） 图 4.4 所示的星形对称负载，保留中线，测量电路中的线电压、 负载相电压、线电流和中线电流，将测量数据填入表 4.2 中。 （3） 图 4.4 所示的星形对称负载，保留中线，用三表法测量负载总功 率，功率表的接法如图 4.1（a）所示，将测试数据填入表 4.3 中，并计算 电路的总功率。 （4）图 4.4 所示的星形对称负载，断开中线，测量电路中的线电压、负 载相电压和线电流，将测量数据填入表 4.2 中。
UP
UL 3
实验三三相交流电路
实验三 三相交流电路一、实验目的1．验证三相对称负载星形、三角形联接时，线电压和相电压，线电流与相电流之间的关系。
2．了解不对称负载星形联接时中线的作用。
3．学习三相功率的测量方法。
二、实验原理简述三相负载根据其额定值和电源电压，可作星形（Y ）联接或三角形（△）联接，如图1-3-1、图1-3-2所示。
对称三相负载作Y 联接时，p l U U 3=，p l I I =。
中线电流00=I ，可以不接中线。
对称三相负载作△联接时，P l U U =，p l I I 3=。
U l 、U p 分别为线电压和相电压，I l 、I p 分别为线电流和相电流。
图1-3-1 三相负载星形接法 图1-3-2三相负载三角形接法不对称三相负载作Y 联接时，中线电流00≠I ，必须有中线。
这时仍有p l U U 3=的关系，即负载上的相电压仍对称。
如果无中线，则p l U U 3≠，负载较小的那一相相电压较高，相电压不对称，使负载不能正常工作。
因此，照明电路都采用有中线的三相四线制（Y 。
）接法。
而且为了防止中线断开，不允许在中线上安装熔断器和开关。
不对称三相负载作△联接时，p l I I 3≠。
这时只要电源三个线电压对称，不对称负载的三个相电压仍对称，对电器设备没有影响。
三相负载消耗的总功率等于每相负载消耗的功率之和，所以对于任何三相负载，都可以采用三瓦特表法测定功率。
三瓦特表法就是用三只瓦特表分别测量每相负载的功率，然后相加；在负载不变的情况下，也可以用一只瓦特表依次测量各相负载功率，然后相加即得三相总功率。
当负载对称时，每相的有功功率相等，所以只要用一个瓦特表测出任意一相的功率再乘ca以3，即得三相总功率。
这种测量功率的方法叫一瓦特表法，如图1-3-3所示。
以上方法在实际应用中很不方便，所以较少采用。
对于三相三线制电路，不论负载对称还是不对称，是星形接法还是三角形接法，都可以采用二瓦特表测量其功率，因此二瓦特表法得到了广泛的应用。
三相交流电路实验报告
三相交流电路实验报告实验标题: 三相交流电路实验实验目的:1. 理解三相交流电路的结构和工作原理。
2. 学习三相电源的连接方式和相序检测方法。
3. 掌握三相电压和电流的测量方法。
4. 熟悉三相负载的测量和计算方法。
实验器材与设备:1. 三相变压器2. 三相电动机3. 电压表4. 电流表5. 多用电表6. 开关7. 电源实验原理:三相交流电路由三相电源、三相负载和相互连接的导线组成。
在理想情况下，三相电源的电压互相差120°相位，形成一个稳定的旋转磁场。
三相负载接通后，电流在三相导线中流动，形成正弦波形的电压和电流。
通过测量和计算，可以获得三相电压、电流和功率等参数。
实验步骤:1. 按照实验电路图连接实验器材与设备。
将三相变压器的输入端接入电源，输出端与三相电动机相连。
同时，将电压表和电流表连接到三相电路中测量电压和电流。
2. 打开电源，观察电动机是否正常运转。
3. 使用电压表测量每一相的电压值，并记录下来。
4. 使用电流表分别测量每一相的电流值，并记录下来。
5. 使用多用电表测量每一相的功率值，并记录下来。
6. 根据测量结果计算三相电路的总功率和功率因数。
实验结果:1. 测量得到的每一相电压值分别为：Uab=400V, Ubc=400V, Uca=400V。
2. 测量得到的每一相电流值分别为：Ia=10A, Ib=10A, Ic=10A。
3. 测量得到的每一相功率值分别为：Pa=4000W, Pb=4000W,Pc=4000W。
4. 计算得到的三相电路总功率为：Ptotal=12000W。
5. 计算得到的三相电路功率因数为：pf=1.0。
实验结论:通过本次实验，我们成功搭建了三相交流电路，并测量了电压、电流和功率等参数。
实验结果符合理论预期，验证了三相电路的工作原理和计算方法。
同时，我们也学习到了三相电源的连接方式和相序检测方法，并掌握了测量三相负载的方法。
这对于日常生活和工程应用具有重要意义。
实验三三相交流电路电压、电流的测量
目录
CONTENTS
01. 单 击 添 加 目 录 标 题 02. 实 验 目 的 03. 实 验 原 理 04. 实 验 步 骤 05. 实 验 结 果 分 析 06. 实 验 总 结 与 展 望
掌握三相交流电路电压、电流的测量方法
了解三相交流电路 的基本原理和结构
掌握三相交流电压、 电流的测量方法
系统。
无线测量技术： 随着无线通信技 术的发展，未来 将实现三相交流 电路的无线测量， 简化测量流程， 提高测量效率。
汇报人：XX
了解三相交流电路 中的相位差和功率 因数
掌握三相交流电路 的功率计算和测量
理解三相交流电路的基本原理
掌握三相交流电的产生和传输 方式
理解三相交流电路中电压和电 流的测量方法
了解三相交流电路在电力系统 中的应用和重要性
掌握三相交流电路的基本原理 和计算方法
了解三相交流电路的应用场景
工业生产：电机控制、自动化生产线等 电力系统：输电、变电、配电等 建筑行业：电梯、空调、照明等 交通领域：地铁、动车、高铁等
对比法：将实验数据与理论值进行 比较，分析误差原因
计算法：根据实验数据计算相关参 数，如功率因数、效率等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
图表法：将实验数据绘制成图表， 直观展示数据变化趋势
误差分析法：对实验过程中可能产 生的误差进行分析，提高实验精度
误差分析
测量设备误差：设备精度限制，导致测量结果存在误差 操作误差：实验操作不规范，影响测量结果的准确性 环境因素误差：外部环境变化，如温度、湿度等对测量结果产生影响 理论误差：理论计算过程中存在的近似处理，导致结果与实际值存在偏差
电压、电流的 有效值与幅值
三相电路电压、电流及相序的测量
4.9三相交流电路电压、电流和相序的测量4.9.1实验目的1. 识别三相负载星形连接、三角形连接的方法以及线电压、相电压、线电流、相电流、 中线电压、中线电流的表示关系。
2. 验证上述两种连接方式线电压与相电压、线电流与相电流之间的关系。
3. 用实验的方法研究三相四线制电路中的中线作用。
4. 掌握三相交流电路相序判定的测量方法。
4.9.2实验预习要求1. 预习三相交流电路的基本原理。
2. 熟悉实验步骤。
3. 掌握相序测量的计算方法。
4.9.3基本原理1. 三相交流电的输出：如图4.9-1所示，三相交流发电机发出按正幅值（或相应零值）A TB TC 顺序输出电压,其幅值相等、频率相同、彼此相位差也相等。
电动势及端电压表示如下:（3）线电压、相电压、线电流、相电流等表示法。
（如表4.9-1所示）。
e AEm sinte BE m sin( t 120 ) e cE m sin( t 240 )E m sin( t120 )U A、2 Usin tU Bsin( t 120 ) U C/2U sin( t 240 ).2U sin(t120 )2.电压相量图：线电压与相电压之间的关系如图4.9-2所示。
U AB U A U B.3U A30 ?U BC ?U B ?U C,3U B30 ???J ?U CA U C U A 3U C303.负载连接方式图 4.9-1（1） 星形连接（Y 连接一三相三线制及（2） 三角形接法（？接法一三相三线Y o —三相四线制）（如图4.9-3所示）,（如图4.9-4所示）。
(2)中性线的作用：在三相三线制中，星形三相负载在一般情况下很难达到对称，这就 导致负载中性点的位移，使得三相负载电压的不对称，有时十分严重。
这会引起负载不能正 常工作，甚至烧毁。
当接上中线以后，使得不对称的三相负载就工作在对称的三相电路中， 而解决了上述问题。
为防止中线开路，中线上不允许接保险丝或开关。
三相电测量电压的方法
三相电测量电压的方法1.引言1.1 概述在撰写三相电测量电压的方法这篇长文之前，我们首先需要对概念进行一个简单的概述。
三相电是指在电力系统中，电流源或负载以三个单独的交流电源进行连接或供电的情况。
在电力系统中，测量电压是非常重要的，因为它可以用来评估电力系统的稳定性以及电流的流动情况。
而三相电测量电压则是指在三相电系统中测量每个相位的电压值。
测量三相电电压的方法有多种，每种方法都有其自身的适用性和优缺点。
通过了解不同的测量方法，我们可以选择最适合我们需求的方法，并对其进行评估。
在本文中，我们将讨论一些常见的测量三相电电压的方法，包括直接测量法等。
通过理解这些方法的基本原理和操作步骤，我们可以更好地了解三相电测量电压的方法和技巧，并在实际应用中取得准确可靠的测量结果。
通过总结目前存在的不同测量方法和评估它们的适用性和优缺点，我们可以在实际应用中选择合适的方法，并避免不必要的误差和风险。
在接下来的内容中，我们将详细介绍每种测量方法的基本原理和操作步骤，并探讨其适用性和优缺点。
最后，我们将对这些方法进行总结，并对未来可能的改进和发展方向进行展望。
通过全面的分析和研究，我们可以不断提高三相电测量电压的准确性和可靠性，并为电力系统的稳定运行做出贡献。
1.2 文章结构文章结构是指文章的整体组织框架和段落安排。
它在一定程度上影响着读者对文章内容的理解和阅读体验。
本文的结构分为三个部分，包括引言、正文和结论。
引言部分(1)主要是对本文的内容进行概述，向读者介绍文章的主题和重要性，以引起读者的兴趣。
同时，引言还需要提供本文的结构安排，使读者能够预先了解文章的逻辑框架。
具体包括以下内容：首先，概述本文的主题，即三相电测量电压的方法。
说明三相电测量电压在电力系统中的重要性和应用场景，引发读者的兴趣。
然后，介绍本文的结构。
本文将分为引言、正文和结论三个部分来展开论述。
引言部分通过概述和结构介绍，让读者对本文的整体框架有所了解。
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4.9 三相交流电路电压、电流和相序的测量4.9.1 实验目的1. 识别三相负载星形连接、三角形连接的方法以及线电压、相电压、线电流、相电流、中线电压、中线电流的表示关系。
2. 验证上述两种连接方式线电压与相电压、线电流与相电流之间的关系。
3. 用实验的方法研究三相四线制电路中的中线作用。
4. 掌握三相交流电路相序判定的测量方法。
4.9.2 实验预习要求1. 预习三相交流电路的基本原理。
2. 熟悉实验步骤。
3. 掌握相序测量的计算方法。
4.9.3 基本原理1. 三相交流电的输出：如图4.9-1所示，三相交流发电机发出按正幅值（或相应零值）A →B →C 顺序输出电压，其幅值相等、频率相同、彼此相位差也相等。
电动势及端电压表示如下：2. 电压相量图：线电压与相电压之间的关系如图4.9-2所示。
3. 负载连接方式（1）星形连接（Y 连接—三相三线制及Y 0—三相四线制）（如图4.9-3所示）（2）三角形接法（∆接法—三相三线制），（如图4.9-4所示）。
（3）线电压、相电压、线电流、相电流等表示法。
(如表4.9-1所示)。
2sin 2sin(120)2sin(240)2sin(120)A B C U U tU U t U U t U t ωωωω︒︒︒==-=-=+330330330AB A B A BC B C B CA C A C U U U U U U U U U U U U ••••︒••••︒••••︒=-=∠=-=∠=-=∠图4.9-2图4.9-1sin sin(120)sin(240)sin(120)A B C m m m m E t E t E t E t e e e ωωωω︒︒︒==-=-=+表4.9-1接法线电压L U相电压p U线电流L I相电流P I中线电压中线电流0Y AB U 、BC U 、CA U A U 、B U 、C U A I 、B I 、C I A I 、B I 、C I 0N U 0IYAB U 、BC U 、CA U 0A U 、0B U 、0C U A I 、B I 、C I AI 、B I 、C I0N U∆ AB U 、BC U 、CA U 0A U 、0B U 、0C U A I 、B I 、C I AB I 、BC I 、CA I4. 星形接法时的中线作用。
(1) 位形图：是电压相量图中的一种特殊形式。
其特点是位形图上的点与电路图上的点一一对应，即直观的表示出各相量（模及角度）之间的相互关系。
在三相负载对称时，位形图中负载中性点O ’与电源中性点O 重合（如图4.9-5）；负载不对称时虽然线电压仍对称，但负载的相电压不再对称，负载中性点O ’发生位移（如图4.9-6）。
(2) 中性线的作用：在三相三线制中，星形三相负载在一般情况下很难达到对称，这就导致负载中性点的位移，使得三相负载电压的不对称，有时十分严重。
这会引起负载不能正常工作，甚至烧毁。
当接上中线以后，使得不对称的三相负载就工作在对称的三相电路中，而解决了上述问题。
为防止中线开路，中线上不允许接保险丝或开关。
5. 当三相电源输出平衡、忽略线路的损耗情况下，负载电压及电流的关系如下表所示。
表4.9-20YY∆Z 平衡Z 不平衡Z 平衡Z 不平衡Z 平衡Z 不平衡L U 与P U3L P U U =3L P U U =3L P U U =3L P U U ≠L P U U =L P U U =0N U≠0L I 与P I L I =P I L I =P I L I =P I L I =P I 3L P I I =3L P I I ≠I≠0图4.9-3图4.9-5 图4.9-6图4.9-46. 相序的判定:三相交流发电机发出三相交流电，通过线 路传输，以A 相线（黄色）、B 相线（绿色）、 C 相线（红色）连接到用户的负载上。
在线路 的传输连接过程中，A 、B 、C 三相必须唯一 确定。
但对于用户的一般三相负载来说，任意 一条火线都可定为A 相，另外两条火线则根 据它们相角滞后的对应关系确定为B 相和C 相。
判定方法：按图4.9-7接线，其中C=1μF （Xc=3.185k Ω）、P B =P C =15W(R=3.227k Ω)、线电压220V 。
如果电容器所接的定为A 相，则灯光较亮的是B 相，较暗的是C 相。
证明：(1) 纯阻负载不对称在Y 连接负载是纯电阻但不对称时，由节点电压法得到负载中心点电压：当负载中心点电位不等于零时，各负载上的电压就不等于额定电压，由于负载电压的不对称就不能正常工作。
当接上中线以后，使得不对称的三相负载就工作在对称的三相电路中，从而解决了上述问题。
(2) 负载阻抗绝对值相等而并非纯电阻 在Y 连接负载阻抗绝对值相等而并非纯电阻时（设X C =R B =R C ， ）， 由节点电压法得到负载中心点电压：7. 三相四线接地制（三相五线制）三相四线制是从电路原理分析及计算的角度出发来讨论的，人们有时把零线称为地线 只是为了从参考电位或是公共点的角度来讨论的。
在实际线路的设计和施工中，除三相四线以外还从保护的目的出发增加了一条地线（也称保护零线），用来连接电气设备的外壳，以防止电气设备绝缘不好而出现漏电现象而产生的触电或火灾事故发生，这是设计、施工规范要求所必须的。
所以在实际工作当中，不能把1111C A B A B C oo A B CU U U UZ Z Z Z U Z Z Z Z'++==≠++∑∑00A P A P U U U U =∠=即1131131()()()()22220.20.6)11113()0.20.6)(0.3 1.466)221.4913()0.20.6)(0.30.266)220.4pp p N p B B N p p p B C C N p p p C U U j U j jR R RU U j jR R RU U U U j U j U j U UpU U U U j U j U j U U '''''''+--+-+-==-+++-=-=----+=--==-=-+--+=-+=（（即（即B C p U U ''>由于，故B 相灯较C 相灯亮。
图4.9-7零线与地线混淆（地线可以某种形式与零线归一。
对于特殊情况下，地线需要与否以及如何与零线归一的方式则不属此范畴）。
4.9.4 实验任务1. 三相负载星形连接按图4.9-8电路接线，即把三相负载插到三相自耦变压器的输出端，当让调压器的调压旋转手柄逆时针旋到底，即输出电压为零状态。
经老师检查接线合格后，方可接通负载电源。
顺时针调手柄升压（同时通过电压表监测），使电源输出线电压上升至220V，再按照表4.9-3的要求进行相应的测试。
表4.9-3测量数据实验内容(负载情况)开灯盏数线电流(A) 线电压(V) 相电压(V)中线电流I中点电压NU A相B相C相AIBICIABUBCUCAUAUBUCU0 Y 接法负载平衡 3 3 3 负载不衡 1 2 3 B相断开 1 3Y 接法负载平衡 3 3 3负载不衡 1 2 3B相断开 1 3B相短路 1 32. 三相负载三角形接法按图4.9-9电路接线。
经老师检查接线合格后，方可接通电源，调整自耦变压器使其输出线电压为220V。
再按表4.9-4的要求进行相应测试，测试结果填入到表中。
图4.9-8图4.9-93. 相序的测量负载按图4.9-7所示。
A Z 是1μF 电容，B Z 是15W 灯泡，C Z 是15W 灯泡。
负载输入端与电源输出端连接方式按表4.9-5中给定方式进行，接线完成后，调压使线电压升至220V ，测试结果填入到表4.9-5中，并根据负载电压及亮度不同判定电源输出端的相序（U 、V 、W 的先后顺序）。
4.9.5 实验注意事项1. 本实验采用三相交流电，最高电压为380V ，必须注意安全，严禁穿拖鞋进入实验室。
2. 接线或拆线期间，应遵循断电﹑接线、检查、升压、测试、降压、断电、拆线规程。
3. 要求所有实验内容，必须限定所加的线电压为220V 。
4. 做负载短路实验时，B 相短路电流要测量。
接线方式只能按星形三相三线制连接。
5. 测试电压使用万用表的表笔进行测量。
4.9.6 思考题1. 三相负载根据什么条件作星形或三角形接法？2. 为什么在实验中限定所加的线电压为220V ？3. 中线为什么不允许接保险丝或开关？4. 相序判定的实验过程的主要原理是什么？5. 在本实验中不对称负载的三角形连接能否正常工作？为什么？6. 地线与零线的概念有区别吗？4.9.7 实验报告要求1. 根据实验结果说明三相三线制和三相四线制的特点。
2. 通过实验过程说明三相三线制中的中线作用。
4.9.8 实验仪器和设备。
1. DG08 三相实验挂件2. D32 模/数交流电流表挂件3. D33 交流电流表挂件。