1）实验目的

（1）学会三相负载星形和三角形的连接方法，掌握这两种接法的线电压和相电压、线电流和相电流的测量方法。

（2）验证对称三相电路中的倍关系。

（3）观察分析三相四线制中，当负载不对称时中线的作用。

（4）学会相序的测试方法。

2）实验原理

将三相负载（图2.21（a））各相的一端X、Y、Z连接在一起接成中点，A、B、C（或U、V、W）分别接于三相电源即为星形连接，如图2.21（b）所示。这时相电流等于线电流，如电源为对称三相电压，则因线电压是对应的相电压的矢量差，在负载对称时它们的有效值相差倍，即：

图2.21　三相负载及星形、三角形连接

这时各相电流也对称，电源中点与负载中点之间的电压为零，如用中线将两中点之间连接起来，中线电流也等于零。如果负载不对称，则中线就有电流流过，这时如将中线断开，三相负载的各相相电压不再对称，各相电灯出现亮、暗不同的现象，这就是中点位移引起各相电压不等的结果。

如果将实验图2.21（a）的三相负载的X与B、Y与C、Z与A分别相连，再在这些连接点上引出三根导线至三相电源，即为三角形连接法，如图2.21（c）所示。这时线电压等于相电压，但线电流为对应的两相电流的矢量差，负载对称时，它们也有倍的关系，即：

若负载不对称，虽然不再有倍的关系，但线电流仍为相应的相电流矢量差，这时只有通过矢量图方能计算出它们的大小和相位。

在三相电源供电系统中，电源线相序的确定是极为重要的事情，因为只有同相序的系统才能并联工作，三相电动机的转子的旋转方向也完全决定于电源线的相序，许多电力系统的测量仪表及继电保护装置也与相序密切相关。

确定三相电源相序的仪器称相序指示器，它实际上是一个星形连接的不对称电路，一相中接有电容C，另两相分别接入相等的电阻R（或两个相同的灯泡），如图2.22所示。

图2.22　相序指示器

如果把图2.22（a）的电路接到对称三相电源上，等效电路如图2.22（b），则如果认定接电容的一相为A相，那么，其余两相中相电压较高的一相必定是B相，相电压较低的一相是C相，B、C两种电压的相差程度决定于电容的数值，电容可取任意值，在极限情况下B、C两相电压相等，即如果电容C=0，A相断开，此时B、C两相电阻串接在线电压上，如两电阻相等，则两相电压相同；如电容C→∞，A相短路，此时B、C两相都接在线电压上，如电源对称，则两相电压也相同。当电容为其他值时，B相电压高于C相，一般为便于观测，B、C两相用相同的灯泡代替R，如选择1/ωC=R，这时有下述计算过程：

设三相电源电压，电源中点N，负载中点N′，两中点间电压为：

B相负载的相电压：

C相负载的相电压：(www.daowen.com)

由计算可知，B相电压比C相电压高2.8倍，所以B相灯泡较C相亮，电源相序就可确定了。

3）实验内容

（1）将三相负载按星形接法连接，接至三相对称电源。

（2）测量有中线时，负载对称和不对称的情况下，各线电压、相电压、线电流、相电流和中线电流的数值。

（3）拆除中线后，测量负载在对称和不对称的情况下，各线电压、相电压、线电流、相电流的数值。观察各相灯泡的亮暗，测量负载中点与电源中点之间的电压，分析中线的作用，完成表2.18。

（4）将三相负载接成三角形连接，测量在负载对称及不对称时的各线电压、相电压、线电流、相电流数值，分析它们相互间的关系，完成表2.19。

（5）用两相灯泡负载与一相电容器组成一只相序指示器接上三相对称电源检查相序，并测量指示器各相电压、线电压、线电流及指示器中点与电源中点间的电压，完成表2.20。

表2.18　星形连接测量表

表2.19　三角形连接测量表

表2.20　相序指示器测量表

4）实验报告

（1）根据测量数据验证对称三相电路中线电压与相电压、线电流与相电流的关系。

（2）由实验数据分析中线的作用。

5）注意事项

（1）如使用电流表插座应控制插头快速进出，同时电流表量限适当选大一些，防止电容负载电流瞬态冲击使过载记录器启动。

（2）因本实验操作电压较高，所以必须小心接线，改接线路必须断电。特别注意不要使用破损导线。

6）思考题

（1）试分析三相星形连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？

（2）试画出对称三相电路中断开一相负载后，负载为三角形连接时电流的相量图及负载为星形连接时电压的相量图。

（3）在三相四线制中，中线是不允许接保险丝的，试分析其原因。