电气09实验指导书(5)

实验一三相交流电路电压、电流的测量（Y形）一．实验目的1．掌握三相负载做星形联接的方法，验证这接法下线、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线的作用。二．原理说明1．当三相对称负载作Y形联接时，线电压UL是相电压UP的3倍，线电流IL等于相电流LP，即PLUU3，PLII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PLII3PLUU2．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—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。三．实验设备1，交流电压、电流表；2．万用表；3．三相交流输出；4，EEL—05组件(或EEL—17)的三相电路、220V/40W白炽灯10只四．实验内容及步骤1．三相负载星形联接(三相四线制供电)按图5—1线路连接实验电路，即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源，并将三相调压器的旋钮置于二相电压输出为0V的位置(即逆时针旋到底的位置)，经指导教师检查合格后，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，并按以下的步骤完成各项实验，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、电源与负载中点间的电压，将所测得的数据记入表5—1中，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2．三相负载星形联接(三相三线制供电)表5—1负载Y形连接各项实验数据表格测量数据实验内容（负载情况）开灯组数线电流（A）线电压（V）相电压（V）中性电流I0（A）中点电压UNO（V）A相B相C相IAIBICUABUBCUCAUAOUBOUCOY0接平衡负载111Y接平衡负载111Y0接不平衡负载121Y接不平衡负载121Y0接B相断开101Y接B相断开101Y接B相短路13五．实验注意事项1．每次接线完毕，同组同学应自查一遍，然后由指导教师检查后，方可接通电源，必须严格遵守先接线，后通电；先断电，后抓线的实验操作原则。2．星形负载作短路实验时，必须首先断开中线，以免发生短路事故。六．预习思考题1．三相负载根据什么条件作星形或三角形连接？2．复习三相交流电路有关内容，试分析三相星形联接不对称负载在无中线情况下，当某相负载开路或短路时会出现什么情况?如果接上中线，情况又如何?七．实验报告1．用实验测得的数据验证对称三相电路中的关系。2．用实验数据和观察到的现象，总结三相四线供电系统中中线的作用。5．心得体会及其他实验二三相交流电路电压、电流的测量(△形)一．实验目的1．掌握三相负载做三角形联接的方法，验证这种接法下线、相电压及线、相电流之间的关系。二．原理说明1．对于对称负载作△接时，PLII3，电源的线电压UL对称，加在三相负载上的电压是对称的，对各相负载工作没有影响，2．对于不对称负载作△接时，PLII3，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1，交流电压、电流表；2．万用表；3．三相交流输出；4，EEL—05组件(或EEL—17)的三相电路、220V/40W白炽灯10只四．实验内容及步骤1．负载三角形联接(三相三线制供电)按图5—2改接线路，连接实验电路，经指导教师检查合格后，接通三相电源，并调节调压器，使输出的线电压为220V，并按数据表格的内容进行测试。表5—2负载△形连接各项实验数据表格测量数据负载情况开灯组数线电压（V）线电流（A）相电流（A）A-B相B-C相C-A相UABUBCUCAIAIBICIABIBCICA三相平衡负载333三相不平衡负载123五．实验注意事项1．每次接线完毕，同组同学应自查一遍，然后由指导教师检查后，方可接通电源，必须严格遵守先接线，后通电；先断电，后抓线的实验操作原则。六．预习思考题1．三相负载根据什么条件作星形或三角形连接？七．实验报告1．用实验测得的数据验证对称三相电路中的关系。2．不对称三角形联接的负载，能否正常工作?实验是否能证明这一点?3．根据不对称负载三角形联接时的相电流值作相量图，并求出线电流值，然后与实验测得的线电流作比较，分析之。4．心得体会及其他实验三三相电路功率的测量一．实验目的1．掌握用一瓦特表法、二瓦特表法测量三相电路有功功率与无功功率的方法2．进一步熟练地掌握功率表的接线和使用方法二。原理说明1．对于三相四线制供电的三相星形联接的负载(即Y。接法)．可用一只功率表测量各相的有功功率PA、PB、PC，三相功率之和(∑P＝PA+PB+PC)即为三相负载的总有功功率值(所谓的一瓦特表法就是用一只单相功率表去分别测量各相的有功功率)。实验线路原理如图22一1所示。若三相负载是对称的，则只需测量一相的功率即可，该相功率乘以3即得三相总的有功功率．2．三相三线制供电系统中，不论三相负载是否对称．也不论负载是丫按还是△接．都可用二瓦特表法测量三相负载的总有功功率。测量原理线路如图22—2所示。若负载为感性或容性时，且当相位差060时，线路中的—只功率表指针将反偏(对于数字式功率表将出现负读数)，这时应将功率表电流线圈的两个端子调换(不能调换电压线圈端子)，而读数应记为负值。3．对于三相三线制供电的三相对称负载，可用一瓦特表法测得三相负载的总无功功率Q，测试原理线路如图22-3所示。三．实验设备1．交流电压表、电功率表、功率表2．万用表3．三相调压输出：4．EEL-05（EEL-07）组件；220V/40W灯组及电容负载：四．实验内容及步骤1．用一瓦特表法测定三相对称Yo接以及不对称Yo接负载的总功率∑P。实验按图22--4线路接线。线路中的电流表和电压表用以监视三相电流和电压，不要超过功率表电压和电流的量程．经指导教师检查后，接通三相电源开关，将调压器的输出由0调到380V(线电压)，按表22—1的要求进行测量及计算。表22-1负载情况开灯组数测量数据计算值A相B相C相PA(W)PB(W)PC(W)∑P(W)Yo接对称负载111Yo接不对称负载121首先是将三表按图22--4接入B相进行测量，然后分别将三个表接到A相和B相，再进行测量。2．用二瓦特表法测定三相负载的总功率(1)按图22—5接线，将负载接成Y形接法图22—5经指导教师检查后，接通三相电源，调节调压器的输出线电压为220V，按表22-2的内容进行测量计算。(2)将三相灯组负载改成△形接法，重复1的测量步骤数据记入表22—2中。表22—2负载情况开灯组数测量数据计算值A相B相C相P1(W)P2(W)∑P(W)Y接对称负载111Y接不对称负载121△接对称负载111△接不对称负载1213．用瓦特表法测定三相对称星形负载的无功功率，按图22—6所示的电路接线。每相负载由三个白炽灯和一只3.47μF／400V的电容器并联而成，并由开关控制其入。检查接线无误后，接通三相电源，将调压器的输出线电压调到380V，读取二表的读数，并计算无功功率∑Q记入表22—3。表22-3负载情况测量值计算值U（V）I（V）Q（V）∑Q=3Q三相对称灯组三相对称电容器灯组、电容的并联负载五．实验注意事项每次实验完毕，均需将三相调压器旋钮调回零位，如改变接线，均需新开三相电源，以确保人身安全。六．预习思考题1，复习二瓦特表法测量二相电路有功功率的原理。2，复习一瓦特表法测量三相对称负载无功功率的原理。3．测量功率时为什么在线路中通常都接有电流表和电压表?4．为什么有的实验需将三相电压调到380V。而有的实验要调到220V。七．实验报告1．完成数据表格中的各项测量和计算任务。比较一瓦特表和二瓦特表法的测量结果。2．总结、分析三相电路功率测量的方法与结果。3．心得体会及其他。实验四功率因数及相序的测量一、实验目的1．掌握三相交流电路相序的测量方法。2．熟悉功率因数表的使用方法，了解负载性质对功率因数的影响。二、实验设备1．交流电压、电流、功率、功率因素表：2．EEL一05组件(或EEL一17)3．EEL一04组件(或EEL一17)三、实验内容1．相序的测定(1)按图24--1接线，直接接入线电压为220V的三相交流电源，观察灯光明亮状态，作好记录．R=3.2kΩC=4.7uF由于UvN=0.862U1UWN=0.23U1所以V相灯光比W相灯光要亮，若电源引出的相序未知，可设电容一相为U相，则亮的一相即为V相，灯光暗的为W相。(2)将电源线任意调换两相后，再接入电路，观察灯光的明亮状态，并指出三相交流的相序。2．电路功率因数(cosφ)的测定(功率表w1接线和cosφ表是一起的)按图24--2接线，按表24所述开关合闸，记录cosφ表及其它各表的读数，并分析负载的性质。表24合闸开关U（V）I（I）P（W）cosφ负载性质SAlSA2SA3SA2，SA3SA2，SA4SA3，SA4SA2，SA3，SA4四、实验注章事项每次改接线路都必须先断开电源。五、预习思考题根据电路理论、分析图24--1检测相序的原理六、实验报告1．简述实验线路的相序检测原理2．根据V、I、P三表测定的数据，计算出cosφ中，并与cosφ中的读数比较，分析误差原因。3．分析负载性质对cosφ的影响。4．心得体会及其他．实验五双口网络测试一．实验目的1．加深理解双口网络的基本理论2．掌握直流双口网络传输参数的测量技术二．原理说明对于任何一个线性阿络，我们所关心的往往只是输入端口和输出端口电压和电流间的相互关系，通过实验测定方法求取—个极其简单的等值双口电路来替代原网络，此即为“黑盒理论”的基本内容。1．一个双口网络瑞口的电压和电流四个变量之间的关系，可以用多种形式的参数方程来表示。本实验采用输出的电压U2和电流12，作为自变量，以输入口的电压U1，和电流I1作为应变量，所得的方程称为双口网络的传输方程，如图18--1所示的无源线性双口网络(又称为四端网络)的传输方程为221BIAUU221DICUI式中的A、B、C、D为双口网络的传输参数，其值完全决定于网络的拓扑结构及各支路元件的参数值，这四个参数表征了该双口网络的基本特性，它们的含义是：2010UUA（令02I，即输出口开路时）SSIUB21（令02U，输出口短路时）2010UIC（令02I，即输出口开路时）SSIID21（令02U，输出口短路时）由上可知，只要在网络的输入出口加上电压，在两个端口同时测量其电压和电流，即可求出A、B、C、D四个参数，此即为双端口同时测量法。2．若要测量一条远距离输电线构成的双口网络．采用同时测量法就很下方便，这时采用分别测量法，即先在输入口加电压，测量电压和电流，而将输出口开路和短路，由传输方程可得：CAIUR101010（令02I，即输出口开路时）CBIURSSS111（令02U，输出口短路时）然后在输出口加电压测量．而将输入口开路和短路，此时可得CDIUR202020（令02I，即输出口开路时）ABIURSSS222（令02U，输出口短路时）10R、SR1、20R、SR2分别表示一个端口开路和短路时另一端口的等效输入电阻，这四个参数中的有三个是独立的)(212010DARRRRSS即AD-BC=1至此，可求出四个传输参数)(22010SRRRA、ARBS2、10RAC、CRD203．双口网络级联后的等效双口网络的传输参数亦可采用上述方法之一求得。从理沦推得每一个参加级联的双口网络的传输参数之间有如下的关系：2121CBAAA，2121DBBAB2121CDACC2121DDBCD三、实验设备1．直流电压表、直流毫安表2．恒压源0～30V(下组件)3．EEL--01组件(或EEL--16组件)四、实验内容及步骤双口网络实验线路板电路如图18—2所示。将直流稳压电源的输出电压调到IOV，作为双口网络的输入。1