Лабораторная работа № 5

Трехфазная цепь при соединении приемников звездой

Ответить на вопросы

1. Какое соединение трехфазной цепи называют соединением звездой?

2. Чему равно отношение при соединении звездой линейных и фазных напряжений, линейных и фазных токов?

3. Что такое симметричная и несимметричная нагрузка?

4. Какую роль играет нейтральный провод?

5. Какое напряжение называют смещением нейтрали?

Перечень приборов

1. Трехфазный источник переменного тока

2. Мультиметр – 3 шт.

3. Магазин сопротивлений – 3 шт.

Краткие теоретические сведения

Работа трехфазной системы, соединенной по схеме звезды (рис.1), обеспечивается наличием трехпроводной линии генератор – приемник, но чаще применяется четырехпроводная линия, состоящая из трех линейных проводов и одного нулевого или нейтрального.

В такой системе соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями в случае симметричной нагрузки определяется выражениями:

При неравномерной нагрузке фаз (без нулевого провода) фазные напряжения в большей степени зависят от распределения нагрузки между фазами: напряжение на фазах с большей нагрузкой (меньшим сопротивлением) понижается, а на фазах с меньшей нагрузкой (большим сопротивлением) – возрастает.

Рис. 1 Трехфазная цепь при соединении потребителей звездой

Наличие нулевого провода при неравномерной нагрузке фаз обеспечивает независимость режима работы одной фазы потребителей электроэнергии от другой фазы, так как в этом случае при любых нагрузках фаз система будет оставаться симметричной. Поэтому там, где нагрузка фаз неравномерна (освещение, нагревательные приборы), применяется соединение потребителей энергии звездой с нулевым проводом. Линейные напряжения при любом распределении нагрузок между фазами сохраняют симметричный характер и остаются постоянными, так как мощность генератора значительно больше мощности, потребляемой приемниками электроэнергии.

Рис. 2 Векторная диаграмма при равномерной активной нагрузке

План работы

1. Определить на столе размещение приборов.

2. Собрать электрическую схему (рис.3).

3. Предъявить собранную схему для проверки преподавателю.

4. Включить автомат переменного тока, снять показания амперметров I_A, I_B, I_C, и записать их в таблицу № 1.

5. Измерить переносным вольтметром фазные U_A, U_В, U_С и линейные U_AВ, U_ВС, U_СА напряжения и записать их в таблицу № 1.

6. Измерить ток нейтрального провода I₀ (I_N) и напряжение смещения нейтрали U₀ (U_N), данные записать в таблицу № 1.

7. Для опытов № 1, 3, 4, 5 построить в масштабе векторные диаграммы токов и напряжений.

8. Вычислить мощности по фазам и записать полученные результаты в таблицу 2.

9. Сделать вывод.

Примечание

а) первый и второй опыт – нагрузка симметричная Z_A = Z_B = Z_C.

б) третий и четвертый опыт - нагрузка несимметричная Z_A ≠ Z_B ≠ Z_C.

в) пятый опыт – обрыв линейного провода Z_A = ∞ или Z_B = ∞ или Z_C = ∞.

г) ( в пятом опыте вместо U₀ измеряется U_Р напряжение на разрыве.

Рис.3 Электрическая схема соединения приемников (потребителей) звездой

Таблица № 1

№ п/п

Нагрузка

Ключ S

Измерить

IA

IВ

IС

UA

UB

UC

UAB

UBC

UCA

UN

IN

А

А

А

В

В

В

В

В

В

В

А

1

ZA= ZB= ZC=

Вкл.

2

Откл.

3

ZA= ZB= ZC=

Вкл.

4

Откл.

5

ZA= ZB= ZC=

Вкл.

6

Откл.

Таблица № 2

№ п/п	Нагрузка	Ключ S	Вычислить
			РА	РВ	РС	Р
			Вт	Вт	Вт	Вт
1	ZA= ZB= ZC=	Вкл.
2		Откл.
3	ZA= ZB= ZC=	Вкл.
4		Откл.
5	ZA= ZB= ZC=	Вкл.
		Откл.