ИССЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Цель работы – опытная проверка основных соотношений величин в трехфазной цепи для соединений приемников звездой и треугольником при равномерной и неравномерной нагрузке фаз.

Указания к выполнению работы

Описание лабораторной установки

Установка питается от трёхфазного источника с напряжением 75/44 В частотой 50 Гц, клеммы которого расположены на силовом щите лабораторного стенда.

Нагрузка подключается к источнику питания через комплект измерительных приборов типа К50. С его помощью измеряют линейные токи и фазные напряжения приёмников, а также активные мощности фаз приемника. Пределы измерений амперметра и вольтметра выбирают, начиная с больших значений, так, чтобы отсчёт показаний приборов производился в последней трети их шкал. Предел измерения ваттметра равен произведению пределов вольтметра и амперметра. На панели комплекта есть указатель последовательности следования фаз источника, включаемый нажатием кнопки.

Трехфазная нагрузка состоит из трёх магазинов типа НТН-2, соединяемых по схеме "звезда" (рис.5.2, а) или по схеме "треугольник" (рис.5.2, б). Полная мощность нагрузки устанавливается с помощью штырей на наборном поле лицевой панели магазинов. Значение полной мощности соответствует напряжению 58 В, поэтому полное сопротивление магазина равно – , где S – установленная полная мощность. Характер нагрузки активно-индуктивный с постоянным коэффициентом мощности

Таблица 5.1

Вольтметр V₁ (рис. 5.1) предназначен для измерения линейного напряжения U_л трехфазного источника, а вольтметр V₂ – для измерения напряжения смещения нейтрали U_00¢ при обрыве нулевого провода 00¢ в электрической цепи с нагрузкой, соединённой по схеме «звезда». Режим обрыва нулевого провода возникает при размыкании ключа S (рис. 5.1). Амперметр А служит для измерения тока I₀ в нулевом проводе 00¢ при замкнутом ключе S. При соединении нагрузки по схеме «треугольник» (рис.5.2, б) последовательно с магазинами НТН-2 включаются амперметры А₁, А₂ и А₃, служащие для измерения тока в фазах нагрузки.

Программа работы

1. Опытная проверка основных соотношений в трехфазной цепи с нагрузкой, включенной по схеме «звезда», в следующих режимах.

1.1. Равномерная нагрузка фаз без нулевого провода.

1.2. Равномерная нагрузка фаз с нулевым проводом.

1.3. Неравномерная нагрузка фаз без нулевого провода.

1.4. Неравномерная нагрузка фаз с нулевым проводом.

1.5. Обрыв линейного (или фазного) провода без нулевого провода.

1.6. Обрыв линейного провода с нулевым проводом.

1.7. Короткое замыкание одной фазы нагрузки без нулевого провода

2. Опытная проверка основных соотношений в трехфазной цепи с нагрузкой, включенной по схеме «треугольник», в следующих режимах.

2.1. Равномерная нагрузка фаз источника.

2.2. Неравномерная нагрузка фаз источника.

2.3. Обрыв одной фазы нагрузки.

2.4. Обрыв двух фаз нагрузки.

2.5. Обрыв линейного провода при симметричной нагрузке.

2.6. Обрыв линейного провода при несимметричной нагрузке.

Методика выполнения работы

Методика выполнения п.1 программы.

· Собрать нагрузку по схеме «звезда» (рис. 5.2, а) и подключить ее к клеммам измерительного комплекта К50, как показано на рис. 5.1.

· Организовать схему цепи и установить параметры нагрузки в соответствии с выполняемым пунктом программы работы (1.1-1.7). Параметры фаз приёмника по каждому пункту указываются на стенде к лабораторной работе. Рекомендуется устанавливать нагрузки фаз приёмников в пределах 20¼60 ВА. Замыкание и размыкание нулевого провода осуществляется ключом S (рис.5.1). Обрыв линейного провода Аа, Вв, или Сс (по заданию преподавателя) осуществляется отключением его от соответствующей клеммы на щите установки при выключенном сетевом выключателе «~75/44». Эксперимент по п. 1.7 выполняется только в присутствии преподавателя или лаборанта.

· Включить сетевой выключатель «~75/44» и провести измерения токов, напряжений и мощности в цепи с занесением результатов в таблицу 5.2. Измерения целесообразно проводить в следующем порядке:

- U_л(V₁) ®U_00`(V₁) ® I₀(А) ® U_а,I_A,P_A (переключатель фаз К50 в положении «А»)

- ® U_b, I_B, P_B (переключатель фаз К50 в положении «B»)

- ® U_с, I_C, P_C (переключатель фаз К50 в положении «C»).

Методика выполнения п.2 программы

· Собрать нагрузку по схеме «треугольник» (рис. 5.3, б) и подключить её к клеммам измерительного комплекта К50, как показано на рис. 5.1.

· Организовать схему цепи и установить параметры нагрузки в соответствии с выполняемым пунктом работы (2.1-2.6). Параметры фаз приёмника по каждому пункту программы работы указываются на стенде к лабораторной работе. Рекомендуется устанавливать нагрузки фаз приёмников в пределах 20¼60 ВА. Обрыв фазного провода осуществляется штырями наборного поля магазина нагрузки, а обрыв линейного провода Аа, Вв, или Сс (по заданию преподавателя) осуществляется отключением его от соответствующей клеммы на щите установки при выключенном сетевом выключателе «~75/44».

· Включить сетевой выключатель «~75/44» и провести измерения токов, напряжений и мощности в цепи с занесением результатов в таблицу 5.3. Измерения целесообразно проводить в следующем порядке:

- U_л(V₁) ® I_ab(А₁) ® I_bc(А₂) ® I_са(А₃) ® U_ab,I_A,P_ab (переключатель фаз К50 в положении «А»)

- ® U_bc, I_B, P_bc (переключатель фаз К50 в положении «B»)

- ® U_са, I_С, P_са. (переключатель фаз К50 в положении «C»).

Методические указания к выполнению вычислений

Выражения для расчёта комплексных значений токов, напряжений и мощностей приведены в таблице 5.4. Рассчитав эти комплексы для различных вариантов нагрузок, легко построить векторные диаграммы токов и напряжений, а также внести соответствующие значения в таблицы 5.2 и 5.3 и сопоставить их с измеренными величинами.

При выполнении расчётов в качестве комплексных значений фазных напряжений источника следует принять ; ; , где – фазное напряжение, а – линейное напряжение, измеренное вольтметром на рис. 5.1.

Таблица 5.2

Таблица 5.3

Таблица 5.4.