Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Пермский государственный технический университет

Чайковский филиал

Кафедра ИД

Лабораторная работа

«Исследование трехфазной цепи при соединении

фаз нагрузки звездой».

по дисциплине: Теоретические основы электротехники.

Выполнил: студент гр. БА-04

Маргинов А.А.

Проверил: ст. преподаватель

Шергина М.А.

г.Чайковский 2005 год.

Лабораторная работа

«Исследование трехфазной цепи при соединении

фаз нагрузки звездой».

Цель работы: исследование распределения токов и напряжений в трехфазных цепях, соединенных «звездой» в различных режимах работы.

1. Подготовка к работе.

Повторить: общие положения теории трехфазных цепей, трехфазные цепи при соединении фаз нагрузки «звездой» в симметричном и несимметричном режимах работы, принципы построения векторных диаграмм (В.А.Прянишников "ТОЭ.Курс лекций" стр.248-256; Л.А.Бессонов " ТОЭ" стр.176-186; К.С.Демирчян, Л.Р.Нейман, Н.В.Коровкин, В.Л.Чечурин Теоретические основы электротехники, том 1, стр.321-325).

Письменно ответить на контрольные вопросы:

1. При каком способе соединений трехфазных цепей фазные токи одновременно являются линейными? При каком способе соединений трехфазных цепей фазные напряжения одновременно являются линейными?

...........................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................

2. Может ли трехфазная система, в которой приемник и генератор соединены звездой, работать без нейтрального провода?

...........................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................

3. Ток нейтрального провода в цепи, где генератор и приемник соединены звездой, равен нулю. Означает ли это, что система фазных напряжений на нагрузке симметрична?

...........................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................

2. Описание лабораторной установки.

а) лабораторный стенд, в который входят три одинаковых резистора с сопротивлением R = 1 кОм, конденсатор с емкостью С = 1 мкФ;

б) источник трехфазного напряжения,

в) приборы для измерения напряжений и токов.

3. Порядок выполнения экспериментальной части лабораторной работы.

3.1. Исследовать распределение токов и напряжений в симметричной трехфазной цепи без нейтрального провода:

3.1.1. Собрать схему, где в качестве нагрузки будут использованы три одинаковых резистора с сопротивлением R = 1 кОм. (Рис.1)

I_A

А

R

0`

R R

I_C

С

В

I_B

Рис.1

2. Измерить на источнике фазные напряжения: Е_А = Е_В = Е_С = 7,1 (В).

3.1.3. Измерить фазные токи I_А,I_В,I_С, фазные напряжения на нагрузке U_А,U_В,U_С, линейные напряжения U_АВ, U_ВС, U_СА. Результаты занести в таблицу 1.

Таблица 1

Вид нагрузки	Режим работы	IА	IВ	IС	UА	UВ	UС	UАВ	UВС	UСА
		мА	мА	мА	В	В	В	В	В	В
Резистивная	Симметричная
	Обрыв фазы В
	КЗ фазы В
Конденсатор в фазе А	Рабочий
	Обрыв фазы В
	КЗ фазы В

3.2. Исследовать распределение напряжений и токов в несимметричном режиме резистивной нагрузки, результаты занести в таблицу 1:

3.2.1. Режим обрыва фазы В - измерить I_А,I_С, U_А,U_В,U_С, U_АВ,U_ВС,U_СА.

3.2.2. Короткое замыкание фазы В – измерить фазные токи, фазные и линейные напряжения.

3.3. Исследовать цепь с включенным (вместо резистора) в фазу А конденсатором С=1 мкФ, результаты занести в таблицу 1:

3.3.1. Рабочий режим - измерить I_А,I_В,I_С, U_А,U_В,U_С, U_АВ,U_ВС,U_СА.

3.3.2. Режим обрыва фазы В – измерить фазные токи, фазные и линейные напряжения.

3.3.3. Короткое замыкание фазы В – измерить фазные токи, фазные и линейные напряжения.

4. Обработка результатов измерений.

_

4.1. Определить, выполняется ли соотношение U_л = √3U_ф .

4.2. Рассчитать проводимости фаз цепи. Проводимость – это величина, обратная сопротивлению (Y_A=1/Z_А; Y_A=I_А/U_А и т.д.)_.

4.3. По результатам расчетов и данных опытов рассчитать комплексными числами напряжение смещения нейтрали для режимов: обрыв в фазе В при резистивной нагрузке, рабочий режим с конденсатором в фазе А и обрыв в фазе В с конденсатором в фазе А, по формуле:

U_00`=(Е_АY_A+Е_ВY_В+Е_СY_С)/(Y_A+Y_В+Y_С),

принимая во внимание то, что ЭДС трех фаз сдвинуты относительно друг друга на 120^о; угол между током и напряжением на активном сопротивлении равен нулю, а на емкости напряжение отстает от тока на 90^о.

Принять напряжение смещения нейтрали при симметричной нагрузке равным нулю; напряжение смещения нейтрали в режимах короткого замыкания фазы В равным Е_В.

4.4. Рассчитать токи фаз в несимметричных режимах по формулам:

I_А=(Е_А-U_{00`</sub>)/Z<sub>А</sub>=(Е<sub>А</sub>-U<sub>00`})Y_A;

I_В=(Е_В-U_{00`</sub>)/Z<sub>В</sub>=(Е<sub>В</sub>-U<sub>00`})Y_В;

I_С=(Е_С-U_{00`</sub>)/Z<sub>С</sub>=(Е<sub>С</sub>-U<sub>00`})Y_С.

Сравнить результаты расчетов с данными опытов.

4.5. На миллиметровой бумаге построить с соблюдением масштаба векторные диаграммы токов и напряжений для шести исследованных режимов.

4.6. Сделать вывод по работе.