3. Программа измерениЙ

Далее во всех пунктах под термином «измерить» понимается «измерить соответствующим прибором и записать в тетради в виде таблицы или отдельных значений с соответствующими пояснениями». Векторные диаграммы рекомендуется строить после окончания всех измерений.

3.1. Предварительные измерения

1. Изобразить в тетради вид и содержание передней панели блока трёхфазного трансформатора.

2. Перенести в тетрадь схему блока трёхфазных нагрузок, изображённую на его передней панели.

3. Тумблером на передней панели включить трёхфазный трансформатор в сеть 380/220 В; загорятся три сигнальные лампочки.

4. Индикатором чередования фаз проверить правильность указанного на передней панели их порядка; методика такой проверки описана в разделе 1.5 (вариант 3).

5. Вольтметром измерить все фазные и линейные напряжения на выходе трёхфазного трансформатора, отметив их в тетради. Убедиться, что U_л=U_ф .

Замечание. Из-за возможной неравномерности нагрузки фаз в силовой сети 380/220 В как фазные, так и линейные напряжения могут отличаться друг от друга до 5% и, что печально, они могут меняться в этих пределах в течение выполнения данной работы.

3.2. Симметричная нагрузка

1. Подключить к трёхфазному трансформатору симметричную нагрузку Z₁ =Z₂ =Z₃ =R с нулевым проводом.

2. Измерить напряжения U₁^′ =U₂^′=U₃^′ на фазах нагрузки.

3. Измерить токи I₁, I₂, I₃, I_N в фазных и нулевом проводах. Ток I_N должен быть равен или близок к нулю.

3.3. Несимметричные нагрузки

1. Подключить к трёхфазному трансформатору несимметричную активную нагрузку Z₂=Z₃=R, Z₁=R/2 с нулевым проводом.

2. Измерить напряжения U₁^′, U₂^′, U₃^′ на фазах нагрузки и токи I₁, I₂, I₃, I_N в фазных и нулевом проводах. Построить их векторную диаграмму (токи в резисторах синфазны напряжениям на них).

3. Подключить к трёхфазному трансформатору несимметричную нагрузку Z₂ =Z₃ =R, Z₁ =∞ с нулевым проводом.

4. Измерить напряжения U₁^′, U₂^′, U₃^′ на фазах нагрузки и токи I₁, I₂, I₃, I_N в фазных и нулевом проводах. Построить их векторную диаграмму.

5. Подключить к трёхфазному трансформатору несимметричную комплексную нагрузку Z₂=Z₃=R, Z₁=−j/ (ωС)=−jR с нулевым проводом.

6. Измерить напряжения U₁^′, U₂^′, U₃^′ на фазах нагрузки и токи I₁, I₂, I₃, I_N в фазных и нулевом проводах. Построить векторную диаграмму токов. Обратить внимание, что хотя фазы линии нагружены одинаковыми по модулю импедансами и, следовательно, в них будут протекать одинаковые по величине токи, но асимметрия самих импедансов всё равно приведёт к появлению тока в нулевом проводе (ток в конденсаторе опережает по фазе напряжение на нём на π/2).

3.4. Обрыв нулевого провода

Во всех пунктах данного раздела нулевой провод не используется (имитация обрыва), т.е. точки N и n не соединены.

1. Подключить к трансформатору симметричную нагрузку Z₁ =Z₂ =Z₃ =R. Теоретически потенциал узловой точки n в этом случае должен быть нулевым, однако, в силу «Замечания» п. 3.1, он может оказаться и не равным нулю. Измерить этот потенциал U_n , т.е. напряжение между точками N и n (рис. 8). Чтобы не усложнять расчётов из-за различия фазных напряжений, мы в дальнейшем будем этим потенциалом пренебрегать, но при этом следует помнить, что он будет некоторой мерой вносимой погрешности во все расчёты, где он предполагается нулевым.

2. Подключить к трансформатору несимметричную нагрузку: Z₂=Z₃=R, Z₁=R/2 (вариант 3, разд. 1.5). Измерить напряжения U₁^′, U₂^′, U₃^′ и токи I₁, I₂, I₃ на фазах нагрузки. Измерить потенциал U_n. Построить векторную диаграмму напряжений и токов. Проверить выполнение 1-го правила Кирхгофа для узла n.

3. Подключить к трансформатору несимметричную нагрузку: Z₂=Z₃=R, Z₁=∞ (вариант 1, разд. 1.5). Измерить напряжения U₁^′, U₂^′, U₃^′ и токи I₁ , I₂ , I₃ на фазах нагрузки. Измерить потенциал U_n . Построить векторную диаграмму напряжений и токов.

4. Подключить к трансформатору несимметричную нагрузку: Z₂=Z₃=R, Z₁=−j (ωС)=−jR (вариант 4, разд. 1.5). Измерить напряжения U₁^′, U₂^′, U₃^′ и токи I₁ , I₂ , I₃ на фазах нагрузки. Измерить потенциал U_n Построить векторную диаграмму напряжений и токов (учесть, что ток через конденсатор опережает по фазе напряжение на нём на π/2). По векторной диаграмме проверить выполнение 1-го правила Кирхгофа для узла n.

5. Отключить блок нагрузок от трёхфазного трансформатора. При этом в первую очередь отсоединяются все провода от трансформатора, а затем уже от блока нагрузок, так как иначе может произойти короткое замыкание.