МЭИ (ТУ) филиал в г.Волжском, кафедра «ЭОП»
			« » 20 г.
Курс	ФИО студента	Шифр	Дата выполнения лаб.раб.	Подпись преподавателя

Лабораторная работа № 1 исследование трехфазной цепи с приемниками, соединенными звездой и треугольником

Цель работы: 1. Ознакомление с распределением напряжений и токов в трехфазной цепи, соединенной звездой, при равномерной и неравномерной однородной нагрузке фаз при наличии и отсутствии нулевого провода (лаб. раб. № 9) и неоднородной нагрузке (лаб. раб. № 10). Выяснение влияния нулевого провода в четырехпроводной системе при неравномерной нагрузке фаз на фазные напряжения и токи. 2. Ознакомление с распределением напряжений и токов в трехфазной цепи, соединенной треугольником, при равномерной и неравномерной однородной нагрузке фаз.

Рис.1 Трехфазная четырехпроводная схема (Y-N)

Рис.2 Трехфазная трехпроводная схема (Y)

Часть 1. Исследование трехфазной цепи с приемниками, соединенными звездой.

1.1 Основные соотношения трехфазной системы

В симметричной системе фазные напряжения генератора (рис.1):

; ; . (1.1)

Линейные напряжения связаны с фазными напряжениями соотношениями (рис.2):

; ; . (1.2)

Связь между линейными и фазными напряжениями и токами:

и . (1.3)

Рис.3 Векторная диаграмма в трехпроводной системе при неравномерной нагрузке фаз

В четырехпроводной системе (пренебрегая сопротивлением соединительных проводов) комплексы фазных токов: ; ; , (1.4)

где и – комплексные сопротивления и проводимости фаз нагрузки.

В четырехпроводной системе ток в нейтральном проводе: . (1.5)

В трехпроводной системе сумма линейных токов всегда равна нулю: . (1.6)

При равномерной нагрузке отсутствие нулевого провода не повлияет на работу системы. При неравномерной нагрузке напряжение смещения нейтрали определяется по формуле:

. (1.7)

Напряжения на фазах приемника: ; ; . (1.8)

Фазные токи: ; ; . (1.9)

Активная мощность трехфазной цепи: .(1.10)

При равномерной нагрузке: . (1.11)

1.2 Порядок выполнения работы

1. В работе 9 приведена схема для исследования трехфазной цепи при соединении приемника звездой при наличии нейтрального провода и без него. Параметры схемы устанавливает компьютер по шифру студента (по двум последним цифрам). Напряжение на входе схемы автоматически поддерживается во время опыта неизменным.

2. Исследовать работу трехфазной цепи, соединенной звездой при однородной (активной) нагрузке фаз без нулевого провода (ключ В₁ – разомкнут) в следующих режимах:

1) при равномерной минимальной активной нагрузке фаз ( R_А = R_В = R_С );

2) при неравномерной активной нагрузке фаз ( R_А  R_В  R_С );

3) при обрыве фазы А ( ключ В2 – разомкнут, R_А =  , R_В  R_С );

4) при коротком замыкании в фазе А ( R_А = 0, R_В = R_С, ключ В₃ замкнут).

3. Исследовать работу трехфазной цепи, соединенной звездой при нагрузке фаз при наличии нулевого провода (ключ В₁ – замкнут) в следующих режимах:

5) при неравномерной однородной (активной) нагрузке фаз ( R_А  R_В  R_С );

6) при неравномерной неоднородной нагрузке фаз ( Z_А  Z_В  Z_С ) – лаб. работа № 10;

Примечание. При наличии нулевого провода нельзя замыкать фазу А, так как это вызовет аварийный режим короткого замыкания и отключение главного автомата.

Показания всех приборов записать в таблицу 1.

Во всех случаях линейное напряжение сети U_л симметричное.

Формулы для расчетов: ; ; ; ; ;

; ; .

4. На основании показаний приборов убедиться, что при равномерной нагрузке фаз без нулевого провода: ; , а при неравномерной нагрузке фаз: ; . На основании показаний приборов убедиться, что при наличии нулевого провода в любых режимах: ; .

Расчеты для опыта 1 провести полностью, кроме расчета :

Таблица 1

№ п/п

Измерено

Вычислено

Примечание

IA

IB

IC

UA

UB

UC

UN

Uл

PA

PB

PC

P

UN

А

А

А

В

В

В

В

В

Вт

Вт

Вт

Вт

См

См

См

В

Звезда без нейтрального провода (активная равномерная и неравномерная нагрузка) (Y)

1

Равномерная нагрузка RА = RВ = RС

2

Неравномерная нагрузка RА ≠ RВ ≠ RС

3

Холостой ход фазы А RА=, RВ=RС

4

Короткое замыкание фазы А: RА=0, RВ=RС

Звезда с нейтральным проводом (однородная и неоднородная неравномерная нагрузка) (Y-N)

IA

IB

IC

IN

UA

UB

UC

Uл

PA

PB

PC

P

А

А

А

А

В

В

В

В

Вт

Вт

Вт

Вт

5

Однородная нагрузка RА ≠ RВ ≠ RС

6

Неоднородная нагрузка ZА ≠ ZВ ≠ ZС лаб. работа № 10

5. Результаты расчетов (табл.1) при равномерной нагрузке и минимальных сопротивлениях занести сначала для проверки в таблицу 2 в компьютере (вызвав ее из меню), а затем в такую же таблицу в отчете.

Таблица 2

PA, Вт	PB, Вт	PC, Вт	P, Вт	YA, См	YB, См	YC, См	UN, В

6. Построить векторные топографические диаграммы напряжений и векторные диаграммы токов для всех случаев таблицы 1.

Рис.1 Векторная диаграмма при активной равномерной Рис.2 Векторная диаграмма при активной неравномерной

нагрузке без нейтрального провода (Y) нагрузке без нейтрального провода (Y)

+1 +1

Масштабы по осям:

m_U = ____ В/см;

m_I = ____ A/см

+j +j

Рис.3 Векторная диаграмма при холостом ходе Рис.4 Векторная диаграмма при коротком замыкании

фазы А без нейтрального провода (Y) фазы А без нейтрального провода (Y)

+1 +1

Масштабы по осям:

m_U = ____ В/см;

m_I = ____ A/см

+j +j

Рис.5 Векторная диаграмма при активной неравномерной Рис.6 Векторная диаграмма при неоднородной неравномерной

нагрузке с нейтральным проводом (Y-N) нагрузке с нейтральным проводом (Y-N)

+1 +1

Масштабы по осям:

m_U = ____ В/см;

m_I = ____ A/см

+j +j

7. Расчеты провести в комплексном виде для опыта, указанного преподавателем:

8. Сделать заключение по результатам 1 части работы:

Рис.7 Трехфазная схема соединения нагрузки треугольником ()

а

б

Рис.8 Векторная топографическая диаграмма напряжений и векторная диаграмма токов для случая равномерной (а) неравномерной активной нагрузки при (б)

Часть 2. Исследование трехфазной цепи с приемниками, соединенными треугольником.