8.2. Трехфазная нагрузка, соединенная по схеме звезда
8.2.1. Общие сведения
Если нагрузки (приемники) соединены в трехфазную цепь по схеме звезда (рис. 8.2.1), то к сопротивлениям нагрузки приложены фазные напряжения. Линейные токи равны фазным и
определяются по закону Ома:
а ток в нейтрали равен векторной сумме этих токов: =
Рис. 8.2.1
При симметричных напряжениях U , U , U и одинаковых сопротивлениях R = R = RC = R токи I ,
I , I также симметричны и их векторная сумма (I ) равна нулю. Тогда
= U /R ; IN ≈0.
Если же сопротивления фаз нагрузки неодинаковы, то через нулевой провод протекает некоторый ток I а в схеме без нейтрали происходит смещение точки 0 на векторной диаграмме
напряжений. Это поясняется на векторных диаграммах (рис. 8.2.2).
а) симметричная нагрузка с нейтралью и без
6) несимметричная нагрузка с нейтралью
с в
Рис. 8.2.2.
Мощность трёхфазной нагрузки складывается из мощностей фаз: ∑Р = Р + Р + Р . Когда нагрузка симметричная и чисто резистивная, имеем
∑Р = 3 Р
•
U , вычислите мощности Р
Ф
и ∑Р , простройте векторные диаграммы.
Ф
Ф
Л
Л
Ф
Ф
Л
Л
Ф
Ф
Л
Л
Л
Л
Ф
Ф
• 8.2.3).
A
=
R
B
=
R
С
ц
ав
и
В
С
и
аСр
О
'с
и
сО
О
о
При смешанной (активно-индуктивной или активно-емкостной) нагрузке: Активная мощность
∑Р=3·U · I ·cos ="3·U · I · cos
Реактивная мощность
∑Q=3·U · I · sin ="3·U · I · sin
∑S=3·U · I ="3·U · I
8.2.2. Экспериментальная часть
Задание
Для трехфазной цепи с соединением звезда при симметричной и несимметричной нагрузках измерьте с помощью мультиметра действующие значения токов I и IN, а также напряжений U и
Порядок выполнения эксперимента
Соберите цепь с симметричной нагрузкой (R
= 1 кОм) согласно схеме (рис.
н
^
и и
Рис. 8.2.3
Измерьте напряжения и токи на нагрузке в схеме с нейтральным проводом и вычислите мощности. Результаты измерений и вычислений занесите в табл. 8.2.1.
• Уберите из схемы нейтральный провод (перемычку между точками N и 0) и повторите опыт.
С
нейп
Сит
7рал
ь
метр
*
1
1
1
"
Н
1
1
1
Н( а) с
1
ютр
ь алью
щная
наг/: юз не
1
1
I 1
\
1
|
Схема звезда |
Нагрузка симметричная |
Нагрузка несимметричная | |||||||
|
с нейтралью |
без нейтрали |
с нейтралью |
без нейтрали | ||||||
|
Фазные токи, ток нейтрали мА |
IA |
|
|
|
| ||||
|
IB |
|
|
|
| |||||
|
IC |
|
|
|
| |||||
|
IN |
|
|
|
| |||||
|
Линейн. напряжения, В |
UAB |
|
|
|
| ||||
|
UBC |
|
|
|
| |||||
|
UCA |
|
|
|
| |||||
|
Фазные напря- жения, В |
UA |
|
|
|
| ||||
|
UB |
|
|
|
| |||||
|
UC |
|
|
|
| |||||
|
Фазные мощности, мВт |
РA |
|
|
|
| ||||
|
Р B |
|
|
|
| |||||
|
РC |
|
|
|
| |||||
|
Общая мощность, мВт |
∑Р |
|
|
|
| ||||
1
а) с
;
1
1
I
без/
наг,
1
рузка
I
)
ту
= ...
и
!
б)
1
1
1
-
-
—...
1
е
л
-
-
-
-
•
•
•
*
*
•
•
•
-
Таблица 8.2.1
• Повторите измерения и вычисления для несимметричной нагрузки с нейтральным и без нейтрального провода (RA = 1 кОм, RB = 680 Ом, RC = 330 Ом).
• На рис. 8.2.4 в масштабе постройте векторные диаграммы.
ичная ю б,
I
В/дел
1
узка йтра. пи
Рис.8.2.4
_ЦВс
.
BC
И R
CA
BC
И I
CA
CA
каждой фазы включается на линейное напряжение, которое в данном
определяются по закону Ома:
И одинаковых нагрузках фаз R
AB
Л
Ф
AB
AB
BC
AB
= R
BC
= R
CA
= R
1в
с
.
1ф
1л
.
V
АВ .
АВ
ВС -
р
кв
с
л
К С
А