Лабораторна робота № 3 Тема: з’єднання приймачів трифазного струму зіркою.

Мета роботи - ознайомитися з трифазною системою змінного струму при з'єднанні споживачів зіркою та симетричному або несиметричному навантаженні фаз, перевірити основні співвідношення між струмами і напругами в системі, з'ясувати роль нульового проводу в чотири-провідній системі трифазного струму.

Теоретичні відомості

У промисловості застосовується трифазний струм, який виробляють трифазні генератори, що мають три обмотки, зсунуті одна відносно одної на кут 120°. Ці обмотки можна ввімкнути за двома схемами, з'єднавши їх зіркою або трикутником.

Рис. 1

Зіркою називається таке з'єднання обмоток, при якому початки їх з'єднано в одну точку. Від цієї точки відводиться провід, що називається нульовим. Три проводи, які залишилися й використовуються для відведення трифазного струму, називаються лінійними (рис. 1, а).

Напруга між будь-яким із трьох лінійних і нульовим проводами (U_A, U_B U_С) називається фазною. Ця напруга дорівнює 220 В. Напруга між будь-якими двома лінійними проводами називається лінійною (U_АВ, U_ca, U_bc)- Вона дорівнює 380 В.

Лінійна та фазна напруги пов'язані між собою співвідношенням При з'єднанні споживачів зіркою струми у підвідних проводах (лінійні струми I_А І_В І_С) стають одночасно також струмами споживачів відповідних фаз, тобто фазними струмами I_ф. Тому при з'єднанні споживачів зіркою виконується рівність

. Якщо повні опори Z_А, Z_B, Z_С окремих споживачів рівні між собою

(Z_A= Z_B = Z_C), а кути зсуву фаз між фазними напругами та відповідними фазними струмами (рис. 1, б) однакові (φ_а = φ_в = φ_с), то таке навантаження називається симетричним, або рівномірним. У цьому разі струм у нульовому проводі I₀ = 0, що дає змогу трифазну лінію виконати три провідною. Якщо ж указані рівності не додержуються, тобто до трифазної системи приєднано три різних за опором споживачі, то таке навантаження називається несиметричним, або нерівномірним.

При цьому в кожній фазі та в кожному лінійному проводі проходять різні за значенням і кутом зсуву фаз струми, симетрія порушується й у нульовому проводі виникає струм I₀, який дорівнює геометричній сумі струмів трьох фаз. При несиметричному навантаженні забезпечується незалежність режиму роботи однієї фази споживачів електричної енергії від іншої, тому що в цьому разі при будь-яких навантаженнях фаз система залишається симетричною. Тому там, де навантаження фаз несиметричне (освітлення, нагрівальні прилади, побутова апаратура та ін.), застосовується з'єднання споживачів зіркою з нульовим проводом. При обриві нульового проводу нормальний режим роботи трифазної мережі порушується: фазні струми змінюються й розподіляються так, щоб сума їх дорівнювала нулю. Це призводить до спотворення симетрії фазних напруг, внаслідок чого споживачі опиняються під напругами, що відрізняються від номінального значення фазної напруги

Порядок виконання роботи:

1. Ознайомитися з лабораторною установкою.

2. Скласти електричну схему згідно зі схемою 1 для дослідження трифазної мережі змінного струму при з'єднанні споживачів зіркою.

3. Подати живлення на схему, ввімкнувши тумблер, установлений на планшеті.

4. Дослідити співвідношення між струмами та напругами при симетричному навантаженні фаз з нульовим проводом, експериментальні дані занести в табл. 1.

Таблиця 1

Номер досліду	Струми навантаження,А					Напруги, В
	IA	IB	IC	I0	UA		UB	UC	UAB	UAC	UBC

5. Дослідити співвідношення між струмами та напругами при симетричному навантаженні фаз без нульового проводу; експериментальні дані занести в таблицю, ідентичну за формою табл. 1.

6. Дослідити співвідношення між струмами та напругами при несиметричному навантаженні фаз з нульовим проводом; експериментальні дані занести в таблицю, ідентичну за формою табл. 1.

7. Дослідити співвідношення між струмами та напругами при несиметричному навантаженні фаз без нульового проводу; експериментальні дані занести в таблицю, ідентичну за формою табл. 1.

8. Побудувати векторні діаграми за експериментальними даними відповідно до п. 4…7.

9. Скласти звіт.