Трехфазные цепи

Цель работы: приобретение навыков экспериментальных иссле­дований нормальных и аварийных режимов трехфазных цепей при различных способах соединения фаз приемников (звезда и треугольник) и различных нагрузках (симметричной и несимметричной).

Расчетное задание

Рассчитываются нормальные и аварийные режимы трехфазных цепей, трехфазная нагрузка которых составлена из элементов, изученных в лабораторных работах №1 и №2. Каждая фаза трехфазной нагрузки состоит в общем случае из набора следующих эле­ментов: резистора, катушки индуктивности и конденсатора.

В табл.6.1 для каждого из вариантов расчетного задания
указаны следующие данные:

1. Схема соединения фаз приемника:

Y – звезда без нулевого провода;

Y0 - звезда с нулевым провода;

Δ – треугольник.

2. Положения переключателей элементов для каждой фазы. Прочерк в таблице свидетельствует об отсутствии данного элемента. В случае аварийного режима указывается “обрыв” или “короткое замыкание” рассматриваемой фазы.

а) Соединение фаз нагрузки в звезду.

б) Соединение фаз нагрузки в треугольник.

Таблица 6.1.

Данные по расчетному заданию.

Для каждой из заданных трех схем необходимо:

1. Начертить схему соединения фаз приемника с указанием мест включения приборов для определения линейных и фазных токов и напряжений.

2. Вычислить, действующие значения фазных и линейных токов и напряжений в каждой из фаз и построить векторную диаграмму токов и напряжений.

3. Рассчитать полную, активную и реактивную мощности трех­фазной цепи.

Необходимой для расчетов, величиной действующего значения линейного напряжения источника следует задаться (с учетом ре­альных возможностей лабораторного стенда, отмеченных в Прило­жении). При выборе величины линейного напряжения источника сле­дует также учитывать условия (3.1).

Результаты расчетов заносятся в графы "Расчет" таблицы 6.2 и 6.3.

Эксперимент

На лабораторном стенде собираются схемы, которые были рассчитаны в соответствии с расчетным заданием. Резисторы, ка­тушки индуктивности и конденсаторы, включенные в схемы, должны иметь параметры, которые были приняты при расчете, т.е. пере­ключатели элементов должны быть поставлены всоответствующие положения. Переключатель трехфазного источника должен находить­ся в положении, при котором обеспечивается принятое в расчете значение линейного напряжения.

По результатам измерений заполняются графы "Эксперимент" таблиц 6.2 и 6.3.

Расхождения экспериментальных и расчетных данных оценива­ются по формуле (2.1) и заносятся в графы "Погрешность" таблиц
6.2 и 6.3.

Таблица 6.2.

Результаты исследования трехфазной цепи, соединенной звездой.

Таблица 6.3.

Результаты исследования трехфазной цепи, соединенной треугольником.

Контрольные вопросы

1. Каковы основные причины имевших место в данной лабораторной работе расхождений расчетных и экспериментальных данных?

2. Какое соединение фаз трехфазной цепи называется звездой? треугольником?

3. В каком случае применяют соединение фаз звездой без ну­левого провода?

4. При какой нагрузке фаз применяют четырех проводную сис­тему и почему?

5. Будут ли отличаться величины линейных токов при включе­нном и отключенном нулевом проводе, если сопротивления фаз: равны по модулю? равны по фазе? равны по модулю и фазе?

6. Почему в нулевом проводе не устанавливают предохранитель?

Как будут отличаться полная, активная и реактивная мощ­ности, потребляемые одним и тем же симметричным трехфазным при­емником при соединении его фаз в первом случае - звездой, во втором - треугольником?

8. Как будут отличаться линейные токи симметричного трех­фазного приемника при соединении его фаз в первом случае - звездой, во втором - треугольником?

9. При какой нагрузке и почему для определения токов и на­пряжений во всех фазах достаточно определить токи и напряжения
в одной фазе?

10. Какие преимущества трехфазного тока перед однофазным?

11. Перечислите методы измерения мощности в трехфазной цепи.

12. Какая нагрузка трехфазной цепи называется симметрич­ной?

13. Как изменятся токи в фазах симметричного приемника, соединенного звездой, при обрыве линейного провода А?

14. Когда справедливо соотношение U_л / U_ф =√3 ?

15. Когда справедливо соотношение I_л / I_ф =√3?

16. Когда для расчета мощности трехфазной цепи можно ис­пользовать формулу Р = √3 U I соsφ?