Лабораторная работа №1
.docФедеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Пермский государственный технический университет
Чайковский филиал
Кафедра ИД
Лабораторная работа
«Исследование трехфазной цепи при соединении
фаз нагрузки звездой».
по дисциплине: Теоретические основы электротехники.
Выполнил: студент гр. БА-04
Маргинов А.А.
Проверил: ст. преподаватель
Шергина М.А.
г.Чайковский 2005 год.
Лабораторная работа
«Исследование трехфазной цепи при соединении
фаз нагрузки звездой».
Цель работы: исследование распределения токов и напряжений в трехфазных цепях, соединенных «звездой» в различных режимах работы.
1. Подготовка к работе.
Повторить: общие положения теории трехфазных цепей, трехфазные цепи при соединении фаз нагрузки «звездой» в симметричном и несимметричном режимах работы, принципы построения векторных диаграмм (В.А.Прянишников "ТОЭ.Курс лекций" стр.248-256; Л.А.Бессонов " ТОЭ" стр.176-186; К.С.Демирчян, Л.Р.Нейман, Н.В.Коровкин, В.Л.Чечурин Теоретические основы электротехники, том 1, стр.321-325).
Письменно ответить на контрольные вопросы:
-
При каком способе соединений трехфазных цепей фазные токи одновременно являются линейными? При каком способе соединений трехфазных цепей фазные напряжения одновременно являются линейными?
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
-
Может ли трехфазная система, в которой приемник и генератор соединены звездой, работать без нейтрального провода?
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
-
Ток нейтрального провода в цепи, где генератор и приемник соединены звездой, равен нулю. Означает ли это, что система фазных напряжений на нагрузке симметрична?
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
2. Описание лабораторной установки.
а) лабораторный стенд, в который входят три одинаковых резистора с сопротивлением R = 1 кОм, конденсатор с емкостью С = 1 мкФ;
б) источник трехфазного напряжения,
в) приборы для измерения напряжений и токов.
3. Порядок выполнения экспериментальной части лабораторной работы.
3.1. Исследовать распределение токов и напряжений в симметричной трехфазной цепи без нейтрального провода:
3.1.1. Собрать схему, где в качестве нагрузки будут использованы три одинаковых резистора с сопротивлением R = 1 кОм. (Рис.1)
IA
А
R
0`
R R
IC
С
В
IB
Рис.1
-
Измерить на источнике фазные напряжения: ЕА = ЕВ = ЕС = 7,1 (В).
3.1.3. Измерить фазные токи IА,IВ,IС, фазные напряжения на нагрузке UА,UВ,UС, линейные напряжения UАВ, UВС, UСА. Результаты занести в таблицу 1.
Таблица 1
Вид нагрузки |
Режим работы |
IА |
IВ |
IС |
UА |
UВ |
UС |
UАВ |
UВС |
UСА |
мА |
мА |
мА |
В |
В |
В |
В |
В |
В |
||
Резистивная |
Симметричная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обрыв фазы В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КЗ фазы В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Конденсатор в фазе А
|
Рабочий |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обрыв фазы В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КЗ фазы В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2. Исследовать распределение напряжений и токов в несимметричном режиме резистивной нагрузки, результаты занести в таблицу 1:
3.2.1. Режим обрыва фазы В - измерить IА,IС, UА,UВ,UС, UАВ,UВС,UСА.
3.2.2. Короткое замыкание фазы В – измерить фазные токи, фазные и линейные напряжения.
3.3. Исследовать цепь с включенным (вместо резистора) в фазу А конденсатором С=1 мкФ, результаты занести в таблицу 1:
3.3.1. Рабочий режим - измерить IА,IВ,IС, UА,UВ,UС, UАВ,UВС,UСА.
3.3.2. Режим обрыва фазы В – измерить фазные токи, фазные и линейные напряжения.
3.3.3. Короткое замыкание фазы В – измерить фазные токи, фазные и линейные напряжения.
4. Обработка результатов измерений.
_
4.1. Определить, выполняется ли соотношение Uл = √3Uф .
4.2. Рассчитать проводимости фаз цепи. Проводимость – это величина, обратная сопротивлению (YA=1/ZА; YA=IА/UА и т.д.).
4.3. По результатам расчетов и данных опытов рассчитать комплексными числами напряжение смещения нейтрали для режимов: обрыв в фазе В при резистивной нагрузке, рабочий режим с конденсатором в фазе А и обрыв в фазе В с конденсатором в фазе А, по формуле:
U00`=(ЕАYA+ЕВYВ+ЕСYС)/(YA+YВ+YС),
принимая во внимание то, что ЭДС трех фаз сдвинуты относительно друг друга на 120о; угол между током и напряжением на активном сопротивлении равен нулю, а на емкости напряжение отстает от тока на 90о.
Принять напряжение смещения нейтрали при симметричной нагрузке равным нулю; напряжение смещения нейтрали в режимах короткого замыкания фазы В равным ЕВ.
4.4. Рассчитать токи фаз в несимметричных режимах по формулам:
IА=(ЕА-U00`)/ZА=(ЕА-U00`)YA;
IВ=(ЕВ-U00`)/ZВ=(ЕВ-U00`)YВ;
IС=(ЕС-U00`)/ZС=(ЕС-U00`)YС.
Сравнить результаты расчетов с данными опытов.
4.5. На миллиметровой бумаге построить с соблюдением масштаба векторные диаграммы токов и напряжений для шести исследованных режимов.
4.6. Сделать вывод по работе.