Лабораторная работа № 8 «Трехфазная цепь, соединенная треугольником»

Цель работы:

1. Исследовать различные режимы трехфазных цепей, соединенных треугольником.

2. Построить по опытным данным векторные диаграммы напряжений и токов трехфазной цепи симметричной и несимметричной нагрузке фаз.

3. Установить влияние обрыва линейного провода на работу трехфазной цепи, соединенной треугольником.

П ри соединении обмоток генератора треугольником конец первой обмотки генератора соединяют с началом второй, конец второй –с началом третьей, коней третьей –с началом первой (рис.5). Геометрическая сумма ЭДС в замкнутом контуре равна нулю (рис.6). Поэтому, если к зажимам А,В и С не присоединена нагрузка, то по обмоткам генератора не будет протекать ток.

При соединении нагрузки треугольником, как видно из схемы из схемы рис.5, линейное напряжение равно фазному: . Линейные токи определяются по первому закону Кирхгофа как разность соответствующих фазных:

(1)

В случае симметричной нагрузки ( ) линейные токи в раз больше фазных: . (2)

Порядок расчета цепи при соединении нагрузки треугольником:

1. Если известны линейные напряжения на нагрузке ( они же фазные), то сначала определяют фазные токи:

,

а затем линейные токи подсчитывают по формулам (1) для несимметричной нагрузки и по формуле (2) –для симметричной.

2. Обычно бывают известными напряжения на зажимах источника питания и сопротивления подводящих проводов; в этом случае треугольник сопротивлений преобразуется в эквивалентную звезду, находят линейные токи, а затем возвращаются к треугольнику и определяют фазные токи.

На рис. 7 приведена векторная диаграмма симметричной цепи, соединенной треугольником, при .

В симметричных цепях мощность равна: Р= 3Р_ф , где Р_ф -мощность одной фазы. В несимметричных цепях мощность может быть изменена по методу двух ваттметров: Р=Р₁ +Р ₂ , где Р₁ и Р ₂ – показания ваттметров.

Порядок выполнения работы

1. Собрать электрическую цепь по схеме рис.8

2. Определить порядок чередования фаз сети питания.

3. Определить показания приборов при симметричной нагрузке и проверить соотношения линейных и фазных токов.

Сравнить значения активной мощности, полученные из опыта и по формуле .

4. Исследовать трехфазную несимметричную цепь в следующих режимах:

а) активно -симметричный режим

б) активно -несимметричный режим;

г) активно –емкостной режим;

д ) обрыв фазы.

Результаты измерений по п.п. 3 и 4 внести в таблицу 8.1.

Таблица 8.1

IA	IB	IC	IAC	IBC	ICA	P1	P2	P	Характер нагрузки в фазах

5. Построить топографические диаграммы напряжений и векторные диаграммы токов для всех случаев симметричной и несимметричной нагрузок.

Контрольные вопросы.

1. Ответьте на вопросы:

а) какое соединение приемников в трехфазных системах называется соединением треугольником.

б) почему при соединении нагрузки треугольником фазные напряжения приемника будут равны соответствующим линейным напряжениями источника питания?

2. Начертите схему соединения фаз генератора и приемника треугольником и укажите линейные и фазные токи напряжения.

3. Каково соотношения между линейными и фазными напряжениями при соединении треугольником:

а) симметричных приемников;

б) несимметричных приемников.

4. Как установить порядок следования фаз напряжений в трехфазной сети?

5. Что можно сказать о сумме мгновенных значений системы линейных напряжений? Зависит ли она от характера нагрузки?

6. Почему при симметричной нагрузке при угле сдвига фаз тока и напряжений больше 60° стрелка одного из ваттметров откланяется влево от нулевой отметки шкалы ?

7. Объяснить смещение нейтральной точки в топографических диаграммах напряжений при симметричных режимах работы трехфазной цепи.

8. Можно ли симметричную нагрузку (например, лампы накаливания) соединить треугольником. Если можно, то почему?

9. Как изменить прямую последовательность фаз напряжений на обратную?

10. В каком случае фазные напряжения на зажимах приемников, соединенных треугольником, могут оказаться выше линейных напряжений?

11. Построить топографические диаграммы напряжений и векторные диаграммы токов для следующих режимов трехфазной цепи, соединенной треугольником:

а) нагрузка во всех фазах одинаковая, активная;

б) нагрузка во всех фазах одинаковая, активная, но один из линейных проводов оборван;

в) в двух фазах нагрузка одинаковая и активная, третья фаза нагрузки оборвана;

г) нагрузка во всех фазах активная, но неодинаковая, причем

raв= 2rвс= 4rса.

12. Показать, как измеряется активная мощность трехфазной цепи методом двух ваттметров.

13. Когда в трехфазных цепях мощность не зависит от характера соединения нагрузки?

Лабораторная работа №9