Лабораторная работа № 6

Исследование режимов работы трёхфазной цепи при соединении потребите­лей треугольником

Работу выполнил студент______________________группа

Отметка о выполнении работы_________________( )

дата

Отметка о защите работы______________________( )

дата

1. Цель работы - практическое изучение основных свойств и соотношений трёхфазной цепи при соединении потребителей треугольником и несимметричной нагрузке фаз. Схема испытательного стенда представлена на рис. 1.

Рис. 1

2. Краткие теоретические сведения.

При включении потребителей электроэнергии треугольником фазы нагруз­ки соединяют друг с другом последовательно, и затем каждая фаза подключается к соответствующим линейным напряжениям.

В схему испытательного стенда включены резисторы R38 = R39 = R40 = 93 (Ома) и R37 + R18 = 152 (Ома), а также батарея конденсаторов С11 и катушка индуктивности L2. Предусмотрено равенство модулей полных сопротивлений всех трёх фаз: Z_AB = Z_BC = Z_CA = 186 (Ом).

Значения полных сопротивлений каждой фазы можно подсчитать по приведён­ным ниже формулам:

Так как модули полных сопротивлений всех трёх фаз равны между собой, то будут равны также модули фазных токов: I_Ф = I_AB = I_BC = I_CA. В общем ви­де по закону Ома: I_Ф = U_Ф/Z_Ф. Здесь U_Ф = U_AB = U_BC = U_CA фазные на­пряжения, равные линейному напряжению U_Л.

Линейные токи I_A = I_B = I_C можно вычислить либо в комплексной форме, либо графически - как разность векторов соответствующих фазных токов I_A = I_AB - I_CA; I_B = I_BC – I_AB; I_C = I_CA = I_BC..

Коэффициенты мощности фаз – cosφ_Ф

Активная мощность: P = P_AB + P_BC + P_CA, причем для каждой фазы P_Ф = I_Ф²R_Ф = U_ФI_ФCosφ_Ф, где R_Ф - активное сопротивление фазы.

3. Приборы и оборудование лабораторной работы

- Ваттметр PW1 - для измерения активной мощности.

- Ваттметр PW2 - для измерения активной мощности.

На стенде ваттметры PW1 и PW2 помещены в один корпус (PW).

- Амперметр РА1 - для измерения тока в линейной цепи фазы С.

- Вольтметр PV2 - для измерения линейного напряжения U_АВ.

- Вольтметр PV3 - для измерения линейных напряжений U_BC и U_CA.

- Перемычка П - для переключения вольтметра PV3.

4. Порядок выполнения работы

4.1. Подсчитать суммарную ёмкость конденсаторов С11 по формуле:

Подобрать батарею конденсаторов вычисленной ёмкости.

4.2. Собрать схему, представленную на рис 1, с включением в неё конден­саторов вычисленной ёмкости, и предъявить её для проверки преподавателю.

4.3. Включить питание стенда. Снять показания приборов и занести резуль­таты измерений в таблицу 1. Учесть при этом следующее:

1) При измерении вольтметром PV3 напряжения U_CA перемычка находится в положении п.1, а при измерении напряжения U_BC её следует перевести - в по­ложения п.2. Напряжение U_AB измеряется вольтметром PV2.

2) Активную мощность всех трёх фаз даёт сумма показаний ваттметров PW1 и PW2 (на стенде приборы находятся в одном корпусе).

4.4. Рассчитать линейные токи и коэффициенты мощности по приведён­ным выше формулам (п.2). Результаты расчётов занести в таблицу 1.

Таблица 1

Данные измерений					Результаты расчетов
UAB B	UBC B	UCA B	I A	PW1+PW2 Вт	IAB A	IBC A	ICA A	CosφAB	CosφBC	CosφCA	P, Вт

5. Требования к отчёту по лабораторной работе

5.1. По данным опытов (табл.1) подсчитать активную мощность для дан­ной системы и сравнить результаты с показанием ваттметров PW1 и PW2. Объ­яснить расхождение теоретических и опытных данных.

5.2. В масштабе токов и напряжений построить векторную диаграмму.

5.3. Определить графически величины линейных токов и сравнить их с опытными данными.

Контрольные вопросы

1. Какая нагрузка называется симметричной, а какая несимметричной?

2. Напишите, как выражаются полные комплексные сопротивления фаз для симметричной и несимметричной нагрузок.

3. Какие зависимости существуют между линейными и фазными токами при соединении потребителей треугольником при симметричной нагрузке.

4. Укажите те же зависимости при несимметричной нагрузке.

5. Как изменятся фазные и линейные токи при переключении потребителя трёхфазной системы с треугольника на звезду при симметричной нагрузке.

6. Как изменится при этом активная мощность потребителя?

Литература

Ю.М. Борисов, Д.Н. Липатов, Ю.Н. Зорин. Электротехника. Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1985.