Экспериментальная часть Задание 1. Для трехфазной цепи с соединением звезда при симметричной и несимметричной нагрузках измерьте с помощью виртуальных приборов действующие значения линейных токов и ток нулевого провода. Измерьте действующие значения линейных и фазных напряжений.
1. Соберите цепь с симметричной нагрузкой (RА=RВ=RС=330 Ом) согласно схеме (рис.2)
2. Измерьте действующие значения фазных напряжений и токов. Результаты занесите в таблицу 1.
3. Измерьте напряжение между двумя нейтральными точками: UNn. Измерьте ток нейтрального провода. Результаты занесите в таблицу.
4. Повторите измерения для несимметричной нагрузки (RА=330 Ом, RВ=680 Ом, RС=1 кОм). Результаты занесите в таблицу 1.
Аварийные режимы работы трехфазной цепи при соединении нагрузки в звезду возникают при коротких замыканиях в нагрузке или линиях, обрыве проводов.
Задание 2. Экспериментально исследовать аварийные режимы работы трехфазной цепи: обрыв нейтрального провода, при несимметричной нагрузке; обрыв фазы при симметричной нагрузке; обрыв фазы при симметричной нагрузке в схеме без нулевого провода; короткое замыкание фазы в схеме с нулевым проводом.
1. Для схемы электрической цепи (рис 2.) произвести обрыв нейтрального провода. Проделайте измерения токов и напряжений всех величин, указанных в таблице. Занесите показания приборов в таблицу.
2. Проделайте обрыв фазы при симметричной нагрузке с нулевым проводом. Показания приборов занесите в таблицу.
Режим работы
UА, В
UВ, В
UС, В
UАВ, В
UВС, В
UСА, В
UNn, В
IA, A
IB, A
IC, A
IN, A
Симм. режим
RА=RВ=RС, RN=0
Несимм. режим RА≠RВ≠RС, RN=0
Несимм. режим RА≠RВ≠RС, RN=∞
Обрыв фазы А.
RА=∞,RВ=RС,RN=0
Обрыв фазы А.
RА=∞,RВ=RС,RN=∞
К.З. фазы А
RА=0,RВ=RС,RN=∞
3. Проделайте обрыв фазы при симметричной нагрузке в схеме без нулевого провода. Показания приборов занесите в таблицу.
4. Проделайте короткое замыкание фазы в схеме без нулевого провода. Показания приборов занесите в таблицу.
5. По экспериментальным данным постройте векторные диаграммы для каждого случая в выбранном масштабе.
6. Сделайте выводы по работе.
Контрольные вопросы:
1. Что такое трехфазная симметричная система э.д.с. ?
2. Какие существуют зависимости между действующими линейными и фазными напряжения трехфазной цепи при симметричном режиме?
3. Каким образом соединить три однофазные приемника звездой?
4. При каком условии в трехфазной симметричной системе э.д.с. получается симметричная система токов?
5. В каких случаях можно обойтись без нейтрального провода?
6. Как сказывается обрыв нейтрального провода на работе трехфазной цепи при различных режимах?
7. К чему приводит обрыв линейного провода трехфазной цепи?
8. Что называется смещением нейтрали?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №10. ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ ПРИ СОЕДИНЕНИИ ФАЗ ПРИЕМНИКА ТРЕУГОЛЬНИКОМ Цель работы: исследовать свойства и особенности различных режимов трехфазной цепи при соединении фаз источника и приемника по схеме треугольника. В результате проведения лабораторной работы студенты должны знать: - основные соотношения фазных и линейных величин в симметричных режимах
- аварийные режимы трехфазной цепи при соединении нагрузки треугольником
Уметь: - правильно соединять отдельные фазы трехфазного источника и приемника
- производить по данным эксперимента необходимые вычисления
- строить векторные диаграммы и использовать их для анализа симметричных, несимметричных и аварийных режимов трехфазной цепи.
Общие сведения В трехфазной цепи при соединении фаз источника и приемника треугольником линейные напряжения ŮАВ= ŮВС= ŮСА будучи величинами заданными, обычно симметричные, т.е. равны по величине и сдвинуты по фазе относительно друг другу на угол 1200. При этом фазные напряжения равны соответствующим им линейным Uл=Uф.
Линейные и фазные токи по первому закону Кирхгофа связаны следующими соотношениями: İА= İАВ- İСА, İВ= İВС- İАВ, İС= İСА- İВС.
Комплексы действующих значений фазных токов равны: İАВ= ŮАВ/ŽАВ, İВС= ŮВС/ŽВС, İСА= ŮСА/ŽСА, где ŽАВ, ŽВС, ŽСА - комплексные сопротивления фаз нагрузки.
При симметричной нагрузке для линейных и фазных токов имеем: Iл=3½Iф.
Активная мощность трехфазного приемника при симметричной нагрузке: P=3UфIфcosφф=3½UлIлcosφф.
Активная мощность однофазных приемников соединенных треугольником: P=P1+P2=UАСIАcos(ŮАС^İА)+ UВСIВcos(ŮВС^İВ) измеряют с помощью двух однофазных ваттметров или одного трехфазного ваттметра.