Исследование цепи трехфазного тока с приемниками, соединенными по схеме звезда
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
- исследование особенностей распределения напряжений и токов при соединении приемников звездой;
- исследование особенностей распределения напряжений и токов при симметричной и несимметричной активных нагрузках фаз, а также в аварийных случаях;
- выяснение роли и назначения нулевого провода;
- развитие практических навыков измерения мощности трехфазного тока, определения соотношения между фазными и линейными значениями токов, напряжений, построения векторных диаграмм.
1 Описание установки
Установка состоит из универсального стенда, на котором размещены измерительные приборы, автоматический включатель, измерительный комплект К-505. В качестве источника питания используется трехфазная четырехпроводная сеть промышленной частоты 50Гц с линейным напряжением 220В (рисунок 7.1). Нагрузкой служит ламповый реостат. Лампы соединены между собой параллельно. Каждый ряд имеет свою пару зажимов (a – х, b – y, c – z ) для подключения к сети. Три ряда ламп являются тремя отдельными фазами трехфазной нагрузки. Пятипозиционные переключатели SА1, SА2, SА3, установленные на панели лампового реостата, позволяют установить равномерную или неравномерную активную трехфазную нагрузку.
Отдельные фазы трехфазной системы обозначены буквами латинского алфавита:
для генератора начала обмоток фаз – буквами А, В, С, а концы – X, Y, Z;
для потребителя – начала a, b, c; концы – x, y, z.
2 Порядок выполнения работы
2.1. Ознакомиться с установкой и подобрать измерительные приборы в соответствии со схемой (рисунок 7.1). Записать их технические данные.
2.2. Собрать схему соединения приемников энергии «звездой» (рисунок 7.1) и пригласить преподавателя для ее проверки.
2.3. Получить индивидуальное задание у преподавателя.
2.4. Исследовать трехпроводную систему трехфазного тока при соединении «звездой» в следующих случаях:
2.4.1. Симметричная нагрузка фаз. Создать равномерную нагрузку по фазам (Ra = Rb = Rc), изменяя в ламповых реостатах число включенных ламп. Показания приборов записать в таблицу 1. Значение фазного тока, фазного напряжения и мощности (в каждой фазе) определять, устанавливая переключатель фаз на панели прибора К-505 на соответствующую фазу А, В, С;
2.4.2. Несимметричная нагрузка фаз. Установить неодинаковые сопротивления трех фаз (Ra ≠ Rb ≠ Rc), изменяя число включенных ламп. Показания приборов записать в таблицу 7.1;
2.4.3. обрыв фазы. При разных сопротивлениях в двух фазах, установить сопротивление третьей фазы равным бесконечности путем выключения всех ламп в этой фазе. Показания записать в таблицу 7.1;
2.4.4. Короткое замыкание одной фазы нагрузки. Восстановить симметричную нагрузку трехфазной системы (Ra = Rb = Rc) Отключить установку и установить сопротивление одной фазы равным нулю, замкнув накоротко начало и конец лампового реостата этой фазы (по указанию преподавателя). Включить установку и записать показания приборов в таблицу 7.1;
2.5. Исследовать четырехпроводную систему трехфазного тока в следующих случаях:
2.5.1. Симметричная нагрузка. Изменяя число включенных ламп в ламповых реостатах каждой фазы , установить симметричную нагрузку четырехпроводной системы ( Ra = Rb = Rc ), т.е. Ia = Ib = Ic . Показания всех приборов записать в таблицу 2.
2.5.2. Несимметричная нагрузка. Изменяя число включенных ламп в ламповых реостатах каждой фазы установить несимметричную нагрузку четырехпроводной системы ( Ra ≠ Rb ≠ Rc ), т.е. Ia ≠ Ib ≠ Ic . Показания всех приборов записать в таблицу 2.
2.5.3. Обрыв фазы. Не изменяя сопротивления двух фаз, установить сопротивления третьей фазы равным бесконечности путем выключения всех ламп в этой фазе. Показания приборов записать в таблицу 2.
Рисунок 7.1-Электрическая схема лабораторной установки.
Таблица 1 – Схема трехпроводная
№ опыта |
Экспериментальные данные |
Расч. данные |
К-во ламп и накал в фазе |
Вид нагрузки |
||||||||||||
Iа |
Ib |
Ic |
Ua |
Ub |
Uc |
UAB |
UnN |
Pa |
Pb |
Pc |
P |
А |
В |
С |
||
А |
А |
А |
В |
В |
В |
В |
В |
Вт |
Вт |
Вт |
Вт |
Шт |
Шт |
Шт |
||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ra=Rb =Rc |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ra ≠ Rb ≠ Rc |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rb=∞ Ra ≠ Rc |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rb=0 Ra≠ Rc |
Таблица 2- Схема четырехпроводная.
№ опыта |
Экспериментальные данные |
Расч. данные |
Вид нагрузки |
||||||||||
Iа |
Ib |
Ic |
IN |
Ua |
Ub |
Uc |
UAB |
Pa |
Pb |
Pc |
P |
|
|
А |
А |
А |
В |
В |
В |
В |
В |
Вт |
Вт |
Вт |
Вт |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ra=Rb=Rc |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ra ≠ Rb ≠ Rc |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rb=∞ Ra ≠ Rc |