Опрацювання результатів експерименту

1. Знайти відношення середньоарифметичних значень лінійних струмів до фазних у випадку симетричного навантаження фаз і порівняти його з теоретич-ним значенням цієї величини.

2. Обчислити і занести в табл..12.2 значення потужності трифазного прийма-ча за показаннями трьох і двох ватметрів, а також зсув фаз між напругою і стру- мом пофазно.

3. Побудувати в масштабі за дослідними даними векторні діаграми напруг і струмів для симетричного навантаження фаз, несиметричного навантаження і

40

для випадку обриву лінійного проводу (метод засічок ).

Методичні вказівки Три миттєвих синусоїдних напруги між лінійними проводами а,в,с три- фазної трипровідної системи кіл

; (12.1)

,

які мають однакові амплітуди із зсувом фаз і змінюються в часі з частотою , утворюють симетричну систему напруг. У цій системі кожна наступна напруга відстає від попередньої на кут . Таку послідов- ність фаз напруги називають прямою. При зворотній послідовності кожна нас- тупна напруга випереджає свою попередню на той самий кут (рис.12.2.а,б ).

_{AB AB}

 

_{CA BC BC CA}

а б

Рис. 12. 2

Знання порядку чергування фаз необхідне для визначення напрямку обертан-ня трифазних двигунів, правильного вмикання і роботи трифазних генераторів, трансформаторів та ін. Визначити порядок чергування фаз можна фазопокаж-чиком. Змінити пряму послідовність фаз на зворотну можна переміною місць двох проводів, підведених до затискачів приймача.

41

Для з’єднання трьох однофазних приймачів за схемою “трикутник” необхід-но кінець першого з’єднати з початком другого, кінець другого – з початком третього, кінець третього – з початком першого і до вершин (вузлів) одержано-го трикутника під’єднати лінійні проводи (рис.12.3). Якщо комплексні опори окремих приймачів однакові між собою

, ( 12.2 )

İ_А

А

İ_са İ_ав

İ_В

В z_ca z_aв

İ_C

C z_вс

İ_вс

Рис.12.3

то навантаження називається симетричним. При з’єднанні за схемою “трикут-ик” кожен однофазний приймач електричної енергії під’єднаний між лінійними проводами і перебуває під лінійною напругою , яка одночасно є і фазною на-пругою . Тому для трикутника опорів справедлива рівність . Струм кожного приймача, який входить у з’єднання за схемою “трикутник”, є фазним і визначається за формулою

, ( 12.3 ) де – фазна напруга на затискачах даного приймача; – його повний опір.

За симетричного навантаження фазні струми однакові за значенням

, ( 12.4 ) і зсунуті щодо своїх фазних напруг на однакові кути

, (12. 5 ) які визначаються за формулою

42

, ( 12.6 )

де – відповідно реактивний і активний опори фази навантаження.

Лінійні струми в проводах А,В,С і фазні струми окремих приймачів зв’язані рівняннями

(12.7 )

Незалежно від характеру навантаження завжди справедлива рівність

. (12.8 )

За симетричного навантаження фаз усі лінійні струми рівні між собою і переви-щують значення фазних струмів у рази, тобто

. (12.9 )

На рис. 12.4,а наведена векторна діаграма напруг і струмів для з’єднання прий-мачів за схемою “трикутник” для симетричного навантаження і показано, як графічно знайти лінійні струми за фазними струмами .

Із діаграми видно, що за симетричного навантаження лінійні струми відста-ють від відповідних фазних на кут 30⁰.

За несиметричного навантаження фаз, яке буває при недотриманні рівності (12.2 ), порушується симетрія як фазних, так і лінійних струмів, що видно із векторної діаграми напруг і струмів, показаної на рис.12.4,б. Тут у фазах і індуктивне (  0,  0 ), а у фазі – ємнісне навантаження (  0 ).

У разі з’єднання приймачів за схемою “трикутник” будь-яка зміна наванта-ження в одній фазі викликає одночасну зміну відповідних фазного і двох ліній-них струмів і не впливає на величину фазних напруг і струмів інших фаз, а та-кож на величину третього лінійного струму.

У разі обриву лінійного провода або згоряння в цьому колі плавкої вставки

43

-İ_вс İ_С İ_С

İ_{са АВ} -İ_вс _{са АВ}



_СА  _СА İ_са

İ_ав -İ_са İ_А -İ_са

İ_В İ_вс  _вс _ав

-İ İ_А İ_ав

_ВС İ_В İ_{вс ВС}

-İ_ав

а б

Рис.12.4

запобіжника нормальний режим роботи споживачів порушується. Наприклад, якщо є обрив лінійного провода ( рис.12.5,а ) споживач фази перебува-тиме під нормальною лінійною напругою , а приймачі і будуть з’єд-нані послідовно. Вони разом будуть перебуватимуть під лінійною напругою . Струм в опорі і струм в опорі однакові,

= .

а

А А,а

В в

в

C С,с В

с

а б

Рис.12.5

44

Напруги і будуть однакові між собою при = і різні, якщо  (прямо пропорційні опорам). На рис.12.5,б побудовано векторну діаграму для випадку .

Активна потужність трифазного приймача, фази якого з’єднані за схемою “трикутник”, може бути виражена через потужність окремих фаз

. (12.10 ) Якщо потужності фаз рівні, то

. (12.11 )

Виміряти потужність трифазного приймача можна трьома однофазними ват-метрами ( якщо потужності різні ) або одним однофазним ( якщо потужність фаз однакова ). В обох випадках ватметри вмикають на фазні напруги і струми,

W₁

А

В

W₂

С

Рис.12.6

що у разі з’єднання трикутником незручно. Тому для вимірювання активної

потужності в трипровідних колах широко використовують схему з двома ватметрами, які вмикають на лінійні струми і лінійні напруги за схемою, зобра- женою на рис.11.6. .

Активна потужність у цьому разі визначається за формулою

(12.12 )

і дорівнює алгебраїчній сумі показань ватметрів

.

45

Таблиця 12.1

Навантаження

Напруга, В

Струм , А

Потужність, Вт

Рівномірне

Нерівномірне, неоднорідне

Нерівномірне, неоднорідне при обриві лінійного проводу

Таблиця 12.2

Навантаження	, Вт	,Вт				Примітка
Рівномірне
Нерівномірне, неоднорідне
Нерівномірне неоднорідне при обриві лінійного проводу

46