5

Лабораторна робота № 12.Y

Тема: Дослiдження трифазного кола змiнного струму.

З’єднання зіркою.

Мета: Вимiряти фазні та лінійні напруги, виміряти фазні струми та струм

нейтралі. Розрахувати фазні струми за наданими значеннями опорів і фазних напруг. Побудувати векторнi дiаграми напруг i струмiв.

Розрахувати струм нейтралі та порівняти його з виміряними значеннями.

Штучно відтворити аварійний режим обриву нейтралі і виконати виміри і розрахунки для цього режиму.

Обладнання: Стенд з опорами, блок живлення трифазного змiнного струму,

мультиметр (з можливіст’ю виміру змінних струмів). Для побудови креслень векторних дiаграм додатково потрiбен циркуль.

План роботи

Монтажну схему стенду наведено на малюнку.

На стендi розташовано резистори навантаження R_a, R_b, R_c під’єднані до джерела трифазного струму E з фазними напругами E_a, E_b, E_c. Літерами A, B, C позначено відповідні фазні гілки кола. Літерою N позначено нейтральну (нульову) гілку.

Кожна з гілок кола має у своєму складі пермичку X_a, X_b, X_c, X_n що дозволяє тимчасово розірвати коло для під’єднання амперметру і виміру струму, або для штучного відтворення стану обриву відповідного дроту.

1. Зібрати схему з опорами згідно завдання. Занотувати значення опорів

Ra =

Rb =

Rc =

1. Робочий режим

1. З’єднати кожну гілку A, B, C, N відповідною перемичкою X.

2. Під’єднати джерело живлення.

3. Виміряти фазні напруги U_a, U_b, U_c між відповідними парами точок (A₃ – N₃),

(B₃ – N₃ ), (C₃ – N₃). Результати вимирів занести до таблицi “Робочий режим”.

4. Виміряти лінійні напруги U_ab, U_bc, U_ac між відповідними парами точок (A₃ – B₃),

(B₃ – C₃ ), (A₃ – C₃). Результати вимирів занести до таблицi “Робочий режим” (до стовпчика виміри).

5. Виміряти струми фазих I_a, I_b, I_c та нульового (нейтрального) I_n дроту для кожної з фаз A, B, C та нейтралі N.

Для цього:

5.1. Тимчасово розірвати частину кола між точками (1-2) відповідної гілки.

5.2. Перемкнути мультиметр на вимір змінного струму.

5.3. Під’єднати амперметр в розрив відповідної гілки (між точками 1-2).

Увага! Забороняєтся під’єднувати амперметр між фазними гілками, фазними гілками і

нейтралью, бо струм короткого замкнення може пошкодити прилади.

5.4. Після завершення вимирів, повернути (перемкнути) мультиметр до стану виміру напруг, щоб випадково не пошкодити прилад.

Результати вимирів занести до таблицi “Робочий режим” (до стовпчика виміри).

Таблиця “Робочий режим”

Фаза	Напруга	Струм		Лінія	Напруга
		виміри	розрахунки		виміри	розрахунки
A				AB
B				BC
C				AC
N	0

2. Аварія

Штучно створити обрив нейтралі і виміряти напруги. Результати занести до таблиці “Аварія нейтралі”

Таблиця “Аварія нейтралі N ”

Фази і уявна нейтраль	Напруга				Струм
	відносно дійсної нейтралі N1		відносно уявної нейтралі N3
	Виміри	Розрахунки	Виміри	Розрахунки	Виміри	Розрахунки
A
B
C
N3

1. Розірвати гілку нейтралі від’єднавши перемичку X_n.

2. Під’єднати джерело живлення.

3. Виміряти “фазні” напруги U_a, U_b, U_c відносно уявної нейтралі (точки N₃).

4. Виміряти напругу нейтралі U_n відносно дийсної нейтралі U₀ (точки N₁).

5. Виміряти фазні струми I_a, I_b, I_c

6. Результати вимирів занести до таблиці Аварія.

Обробка результатiв вимiрiв.

Для обробки результатів потрібно побудувати векторні діаграмми напруг і струмів.

На малюнку наведено приклад побудови векторних діаграм для з’єднання навантаження зіркою.

Так лінійна напруга U_ac будується як вектор між кінцями фазних напруг U_a і U_c.

Для побудови струму нейтралі I_n будується вектор суми фазних струмів I_b + I_c, а потім до цього вектору додається вектор I_a.

1. Робочий режим

1. Побудувати векторну діаграму фазних U_a, U_b, U_c напруг за прикладом наведеним на малюнку.

2. Визначити графічним методом лінійні напруги U_ab, U_bc, U_ac. Результати занести до таблиці.

3. Розрахувати лінійну напругу U_л за фазною напругою U_ф для ідеалізованого випадку

U_ф = U_a = U_b = U_c В якості U_ф використати середнє значення фазних напруг.

Навести формулу розрахунку лінійної напруги

U_ф = U_л =

4. Розрахувати фазні струми I_a, I_b, I_c за заданими значеннями опорів R_a, R_b, R_c та виміряними значеннями фазних напруг. Результати занести до таблиці. Навести формули розрахунку

I_a = I_b = I_a =

5. Побудувати векторну діаграму фазних струмів I_a, I_b, I_c.

6. Обчислити графічним методом струм нейтрального (нульового) дроту I_n. Результати розрахунку занести до таблиці.

Векторна діаграмма напруг і струмів робочого режиму

2. Аварія

1. Побудувати векторну діаграму напруг за результатами вимирів для випадку аварії (обриву) нейтрального дроту за наведеним на малюнку прикладом.

Тут літерою U позначено фазні напруги U_a, U_b, U_c відносно нульового дроту (точки 0 на діагамі, або точки N₁ на схемі), а літерою V – напруги на опорах V_a, V_b, V_c відносно спільної тейтралі (точки N на діагамі, або точки N₃ на схемі).

Векторна діаграмма напруг і струмів для аварійного режиму обриву нейтралі

2. За окремим завданням розрахувати напругу нейтральної (загальної) точки за наданими значеннями опорів навантаження та фазних напруг для випадку аварії нейтрального дроту.

Приклад розрахунку наведено на малюнку.

Сторони трикутника лінійних напруг діляться на частини пропорційні опорам відповідних фаз. Нейтральна точка N буде у місці перетину прямих побудованих з вершин трикутника лінійних напруг.