Добавил:

bagiwow Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Предмет:

Теоретические основы электротехники

Файл:

TOE6

.DOC

Скачиваний:

Добавлен:

10.12.2013

Размер:

568.32 Кб

Скачать

☆

Пермский государственный технический университет

Кафедра КРЭС

Лабораторная работа №6

Исследование цепи трехфазного тока

при соединении фаз нагрузки «звездой»

Выполнили студенты:

группы АТПП-01-2

Хельман К.Ю.

Краснянских А.А.

Дьяконов И.Г.

Проверил преподаватель:

Кулютникова Е. А.

Пермь 2003 г.

Цель работы:

Исследование распределения токов и напряжений в трёхфазных цепях, соединённых «звездой», в различных режимах работы.

Приборы для проведения опытов:

лабораторный макет, в который входят три одинаковых резистора R, конденсатор C, а также два тумблера K1 и K2;
источник трёхфазного напряжения;
мультиметр для измерения токов и напряжений.

Принципиальная схема установки:

Опытные данные:

Виды нагрузки	Режим работы	I_A	I_B	I_C	U_AO_¢	U_BO_¢	U_CO_¢	U_AB	U_BC	U_CA
Резистивная	Симметрич.	13,68	13,7	13,62	11,92	11,85	12,03	20,28	20,4	20,3
	Обрыв ф. B	11,91	0	11,91	10,89	18,7	10,07	21,2	21,4	23,7
	К. З. ф. B	20,8	33,2	22,1	10,9	0	19,8	19,7	19,6	20,7
Конденсатор в фазе А	Рабочий	2,9	11	13,86	18,5	11,8	9,4	21,2	21	21
	Обрыв ф. B	3,37	0	3,37	21,4	18,8	2,7	21,5	21,4	21,3
	К. З. ф. B	3,39	20,7	23,3	21,3	0	20,5	21,1	20,5	20,9

Расчеты:

1. Формулы аналитических расчетов:

Определение напряжения смещения нейтрали:

Определение токов фаз: , ,

2. Расчеты для резистивной нагрузки:

1) Сопротивления фаз цепи:

, ,

2) Напряжение смещения нейтрали и фазные токи:

а) Симметричный режим:

б) Обрыв фазы В:

в) Короткое замыкание фазы В:

3. Расчеты для нагрузки с конденсатором в фазе А:

1) Сопротивления фаз цепи:

, ,

2) Напряжение смещения нейтрали и фазные токи:

а) Рабочий режим:

б) Обрыв фазы В:

в) Короткое замыкание фазы В:

Результаты вычислений:

Виды нагрузки	Режим работы	U_O’O	I_A	I_B	I_C
Резистивная	Симметричный	0	13,6	13,6 e^j²⁴⁰	13,6 e^j¹²⁰
	Обрыв фазы B	6 e^j⁶⁰	12 e^-^j³⁰	0	12 e^j¹⁵⁰
	К. З. фазы B	11,9 e^j²⁴⁰	24 e^j³⁰	41,57 e^j²⁴⁰	24 e^j⁹⁰
Конденсатор в фазе А	Рабочий	6 e^j¹⁶⁸	2,8 e^j⁸⁶	13 e^j²⁶⁹	10 e^j⁹⁰
	Обрыв фазы B	13,2 e^j¹⁰⁹	3,2 e^j⁵²	0	3,15 e^j²³²
	К. З. фазы B	11,9 e^j²⁴⁰	3,22 e^j¹²⁰	26,8 e^j²⁷³	24 e^j⁹⁰

Вывод: измеренные данные практически не отличаются от аналитических, следовательно, теория цепей трёхфазного тока при соединении фаз нагрузки «звездой» верна.

Ответы на контрольные вопросы:

Трехфазной называется электрическая цепь, в которой действуют три синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые по фазе относительно друг друга и создаваемые общим источником. Одна из цепей, входящих в состав трехфазной системы, называется фазой. Фазы обозначаются: A, B, C.

2. Трёхфазная симметричная система ЭДС может изображаться в виде трех катушек, соединённых звездой или треугольником, или в виде векторной диаграммы как показано на рисунке:

Кроме того, фазы трёхфазной симметричной системы ЭДС могут изображаться в виде источников ЭДС.

3. Способами соединения данных обмоток источников питания являются «треугольник» и «звезда».

4. Линейным напряжением (Ú_AB, Ú_BC, Ú_CA) называют напряжение между проводами питающей линии.

Фазным напряжением (Ú_AO’, Ú_BO’, Ú_CO’) называют напряжение на фазе нагрузки.

В симметричной трехфазной цепи между действующими значениями фазных и линейных напряжений соблюдается соотношение:

Если соединение «звезда», то . Если соединение «треугольник», то Uл=Uф.

5. Режим трёхфазной цепи называют несимметричным, если напряжение между нулевыми точками (смещения нейтрали) отлично от нуля.

6. Четырёхпроводную линию (т. е. трехфазную с нейтральным проводом) применяют для питания приемников, рассчитанных для работы при различных напряжениях. Приемники в такой цепи можно включать между линейными проводами на линейное напряжение и между линейными проводами и нейтральным проводом на фазное напряжение.

7. Векторные диаграммы токов и напряжений для трёхфазной цепи с нейтральным проводом при реактивной нагрузке:

а) в симметричном режиме работы будет иметь такой же вид, как и без нейтрального провода, т. к. U_O_’_O=0 и I_O_’_O=0. (Изображена на рис. 2,а).

б) при обрыве фазы: в) при коротком замыкании фазы:

8. Ток фазы, содержащей индуктивность, будет отставать от своего напряжения по фазе на 90, поэтому на векторной диаграмме соответствующий вектор тока будет изображен повернутым на 90 по часовой стрелке относительно своего напряжения.