Цель работы: исследование трехфазных цепей при соединении приемников электрической энергии звездой и треугольником, основные уравнения в трехфазных цепях , анализ аналитическим методом и с помощью топографических диаграмм.

Техника эксперимента

Лабораторная установка, предназначенная для исследования схем при соединении приемников звездой и треугольником, содержит следующие элементы:

Три фазы приемников электрической энергии, расположенных на центральной панели стенда, обозначены буквами A-X, B-Y, C-Z.

1. Каждая фаза состоит из пяти ламп, соединенных параллельно, последовательно включенного конденсатора. Включение ламп в каждой фазе осуществляется тумблерами. Каждый из конденсаторов в фазах можно отключить, зашунтировать его с помощью крайних правых тумблеров K₄ , К₅ , К₆ .

2. Спаренные клеммы, расположенные на центральной панели и панели приборов, которые могут быть замкнуты накоротко расположенными рядом тумблерами. Спаренные клеммы на центральной панели предназначены для измерения фазных токов; спаренные клеммы на панели приборов предназначены для измерения линейных токов, тока в нейтральном проводе.

3. Источник трехфазного напряжения, который может отключится пакетным включателем, P

4. Для измерения напряжений используется вольтметр электромагнитной системы с пределом измерения 0 – 300 В. Измерение токов осуществляется амперметром электромагнитной системы пределом измерения 0 – 2 А.

Задание № 1. Исследование трехфазной цепи при соединении приемников по схеме ”звезда”.

Данные эксперимента

Режим I_A , I_B , I_C , U_A , U_B , U_C , U_nN , U_AB , U_BC , U_CA ,

А А А B B B B B B B

Симметричный 0,33 0,3 0,32 132 144 132 0 240 240 240

Перегрузка 0,47 0,32 0,36 96 162 158 15 240 240 240

фазы А

Перегрузка 0,53 0,51 0,36 120 130 160 10 240 240 240

фаз АВ

Обрыв фазы А 0 0,28 0,28 204 126 106 70 240 240 240

Короткое

замыкания А 0,76 0,4 0,45 0 240 240 140 240 240 240

В соответствии с этими данными строим векторные диаграммы токов и напряжений для каждого случая. Напряжения U_AB, U_BC и U_CA являются линейными напряжениями источника, тогда:

.

а) симметричный режим:

поскольку нагрузка симметричная, то (В)

б) Перегрузка фазы А.

в) Перегрузка фаз А и В.

г) обрыв фазы А.

д) короткое замыкание фазы А.

Задание № 2. Исследование трехфазной четырех проводной цепи при соединении проводников по схеме ”звезда”.

Данные эксперимента

Режим I_A , I_B , I_C , I_N , U_A , U_B , U_C , U_AB , U_BC , U_CA ,

А А А А B B B B B B

Симметричный 0,33 0,3 0,32 0 140 138 140 240 240 240

Перегрузка фазы А 0,58 0,29 0,33 0,24 130 140 132 240 240 240

Перегрузка двух

фаз А и В 0,57 0,52 0,32 0,2 140 136 136 240 240 240

Обрыв фазы А 0 0,29 0,32 0,3 140 138 138 240 240 240

Построим совмещенные векторные диаграммы токов и напряжений для всех рассмотренных режимов работы схемы:

а) Симметричный

б) Перегрузка фазы А.

в) Перегрузка двух фаз А и В.

г) Обрыв фазы А.

Вывод: виды векторных диаграмм, построенных в заданиях №1, №2, видно, что наличие нейтрального провода не позволяет смещаться точке n при несимметричной нагрузке. Отсутствие же его приводит к тому, что при несовместной нагрузке наблюдается большая не симметрия фазных напряжений приемника.

Задание № 3. Исследование трехфазной цепи при соединении приемников по схеме ”треугольник”

Д ля проведения данного эксперимента мы собрали следующую электрическую схему:

В этом эксперименте мы сняли показания приборов для следующих режимов работы схемы: симметричный режим, перегрузка фазы А, обрыв фазы А, обрыв линейного провода А. Результаты измерений занесли в таблицу:

Данные эксперимента

Режим I_A , I_B , I_C , I_AB , I_BC , I_CA , U_AВ ,

А А А А А А В

Симметричный 0,8 0,76 0,76 0,45 0,4 0,45 232

Перегрузка

фазы А 1,06 1,02 0,72 0,78 0,4 0,45 232

Обрыв фазы А 0,45 0,4 0,75 0 0,4 0,45 232

Обрыв линейного

провода А 0 0,4 0,4 0 0,4 0 232

а) Симметричный режим:

в схеме соединения приемников ”треугольником” линейное напряжение является фазным, поэтому

б) Перегрузка фазы А и В.

в) Обрыв фазы А.

г) Обрыв линейного провода А.

Цепь из трехфазной превращается в однофазную с двумя параллельными ветвями

Вывод по работе: мы исследовали трехфазную цепь при соединении приемников электрической энергии ”звездой” и ”треугольником” и с помощью диаграмм наглядно разобрались в процессах, происходящих с токами и напряжениями при различных режимах работы трехфазных цепей.