Работа № 5 исследование трехфазной цепи с однофазными приемниками, соединенными "звездой"

I. Цель работы

1. Изучение закономерностей изменения .токов, напряжений и мощностей в трехфазной цепи, соединенной "звездой" с нейтральным⁴ проводом и без него. . .

1. Выяснение роли нейтрального провода.

П. Подготовка к работе 2.1. Начертить схему четырех проводной трехфазной цепи

Рис. I

2.2. Уяснить: а) какая нагрузка называется симметричной и несимметричной; 6) какие напряжения называются линейными, фаз­- ными, всегда ли сохраняются равенств U_ab =U_bc = U_cf = U_л; ; U_a =U_b = U_c = U_ф ;

U_л =√3 U_ф

2.3. В схеме рис.1 при отключении нейтрального провода ключом К₀ "цепь" становится трех - проводной, при размыкании ключа K1 имеем холостой ход фазы "С", при замыкании ключа К, имеем

короткое замыкание фазы "b"

Продумать, к чему приведет размыкание и замыкание этих ключей, в каком случае ключ К2, замыкать нельзя.

2.4. Вычертить векторную диаграмму напряжений и токов рис. 2 симметричной активной нагрузки для схемы рис. I, если ключи: К2 - разомкнут, - замкнуты. Как изменится диаграмма при размыкании ключа К0? Для наглядности векторы линейных напряжений должны быть длиной 6-8 см. Как изменится диаграмма, если нагрузка будет симметричной, активно-индуктивной?

2.5. Записать в векторной форме уравнения первого закона Кирхгофа для точки "n" и второго закона Кирхгофа для напряжений в контурах. Проверить справедливость этих законов на вычерченной векторной диаграмме .

3. Схема и описание лабораторной установки

Источником симметричной трехфазной системы эдс в лабораторной установке служит вторичная обмотка трехфазного трансформатора. Клеммы ее (a,b,c,N ) в установке считаются зажимами трехфазной сети. Подключение первичной обмотки трансформатора к сети производится пакетным выключателем Тр. Активной нагрузкой в установке служат три резистора (a-х, b-y , с -Z .В качестве реактивной нагрузки могут быть использованы индуктивная катушка ИК или батарея конденсаторов.

Для измерения фазных значений тока, напряжения и мощности в установке используется комплект измерительных приборов К-50. Измерения тока в нейтральном проводе ' и напряжения между нейтралями источника и ' потребителя производится приборами, установленными на стенде.

1У. Рабочее задание

4.1. Собрать схему рис.1 и подключить ее к сетевым клеммам- a,b,c,N.

4.2. Используя фазоуказатель измерительного комплекта К-50 уточнить соответствие обозначения зажимов трех­фазной сети и прибора К-50 прямой последова­тельности фаз А В С.

4.3. Изменяя соп­ротивление резисторов, установить симметричный. режим работы цепи Ia=Ib=Ic. и записать фазные токи, напряжения и мощности в табл.1

4. Отсоединить нейтральный провод N-n и убедиться в том,^: что при симметричной нагрузке показания приборов остались те же, т.е. нейтральный провод не нужен.

5. Вращением движков резисторов до предела установить в фазе "О." наименьший ток, а в фазах "в" а "с" наибольшие токи, что соответствует несимметричной нагрузке. Записать в табл. I напряжение между нейтралями U_nN ток в нейтральном проводе фазные токи, напряжения и мощности при подключенном нейтральном проводе N - 0 и без него. Убедиться, что в четырех - проводной цепи фазные напряжения равны." U_a =U_b = U_c = U_ф и при изменении нагрузки не изменяются.

6. Отключить нагрузку одной из фаз (холостой ход). Изме­рить фазные напряжения, токи и мощности, напряжение и ток U _nN|.

при подключенном нейтральном проводе и без него. Результа­ты записать в табл. I.

7. Подключить нейтральный провод. Вместо одного из резис­торов подключить индуктивную катушку или батарею конденсаторов. Выполнить те же измерения, что и ц.4.6.

8. Построить в масштабе совмещенные векторные диаграммы напряжений и токов по результатам опытов п4.З.и 4.7 для четырех - проводной схемы, а по результатам опытов п4.5 и 4.6 - для трех - проводной схемы. Для векторной диаграммы п.4.7 вычислить угол между векторами напряжения и тока фазы с реактивным элементом, используя формулу P = U_ф I _ф cosφ_ф Вычислить трехфазную активную мощность для всех пунк­тов опыта и линейные напряжения

Таблица 1

Род нагрузки и режим работы цепи

Uа

Ub

Uс

UnN

Ia

Ib

Ic

InN

Pa

Pb

Pc

Симметричная активная

4-х пров.

3-х Пров.

Несимметричная активная

4-х пров.

3-х Пров

Несимметричная активная, холостой ход фазы

4-х пров.

3-х Пров

Несимметричная активно-реактивная

4-х пров.

3-х Пров