Лабораторная работа № 4

“Исследование трехфазной системы при соединении приемника треугольником”

4.1 Цель работы

1. Определение экспериментальным способом основных соотношений в трехфазной системе при соединении приемника «треугольником» при симметричной и несимметричной нагрузке фаз.

2. Исследование явлений, происходящих в трехфазной системе при соединении приемника «треугольником» для случаев обрыва в одной фазе и обрыва линейного провода.

2. Схема лабораторной установки

Рисунок 4.1 – Симметричный режим

Рисунок 4.2 – Несимметричный режим

Схема лабораторной установки для исследования симметричного режима работы трехфазной цепи при соединении приемника по схеме треугольник изображена на рисунке 4.1. В состав цепи входят три резистора R12, R13, R14, имеющие одинаковые сопротивления, включенные по схеме треугольника.

Для исследования процессов в трехфазной цепи используется осциллограф на базе персонального компьютера. Измерительные каналы осциллографа, служащие для измерения действующих значений напряжений и токов, обозначены на схеме как амперметры и вольтметры и предназначены для:

- PA13, PA23 – амперметры для измерения линейных токов;

- PA14, PA24, PA33 – амперметры для измерения фазных токов;

- PV11, PV16, PV21 – вольтметры для измерения линейных напряжений.

Перемычка c₁ предназначена для исследования процессов в цепи при обрыве линейного провода. Перемычки a₂, b₂, с₂ предназначены для исследования процессов в цепи при обрыве в одной из фаз приемника.

Для исследования процессов в трехфазной цепи при несимметричном режиме, в фазы bc и ca последовательно с резисторами R13 и R14 включаются резистора R6 и R15 (см. схему на рисунке 4.2), причем сопротивление резистора R6 не равно сопротивлению резистора R15, таким образом все три фазы исследуемого приемника будут иметь различные сопротивления.

Питание исследуемой трехфазной цепи осуществляется от трехфазного источника с линейным напряжением около 70В. Включение питания осуществляется выключателем S13.

4.3 Порядок проведения работы:

4.3.1 Задание на подготовку к работе.

1. Изучить теоретический материал по литературе указанной в списке используемой литературы [1], [2].

2. Задача 1. К трехфазной линии с симметричными линейными напряжениями U_л подключен треугольником приемник, сопротивление каждой фазы которого равно Z. По данным варианта таблицы 4.1 определить токи в каждой фазе нагрузки и линии, а также мощность, потребляемую приемником.

Таблица 4.1

Номер варианта	1	2	3	4	5	6
Uл , В	127	220	380	127	220	380
Z, Ом	5+j1	7+j2	10+j3	12+j4	15+j5	17+j6

Задача 2. К трехфазному трансформатору с линейным напряжением на вторичной обмотке 220 В включен трехфазный асинхронный двигатель. Обмотки двигателя включены треугольником. Мощность двигателя P_дв, его КПД и cos приведены в таблице 4.2. По данным варианта из таблицы определить ток в каждой фазе двигателя (сопротивлением проводов пренебречь).

Таблица 4.2

Номер варианта	1	2	3	4	5	6
Pдв, кВт	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
к.п.д ,%	80	81	82	83	84	85
cos	0,75	0,78	0,81	0,83	0,85	0,87

3. В журнале лабораторных работ подготовить бланк отчета по лабораторной работе, который должен содержать:

- название лабораторной работы;

- цель лабораторной работы;

- схему лабораторной установки (по ГОСТу и с учетом ЕСКД);

- задачу 1,2;

- ответы на контрольные вопросы;

- таблицу измеряемых и вычисленных величин.

4.3.2 Задание на выполнение работы.

1. Собрать электрическую цепь при соединении потребителей треугольником при однородной симметричной нагрузке.

Рисунок 4.3

- Схему для проверки предъявить преподавателю.

- Включить тумблер S1 «Сеть» - положение тумблера вверх.

- Затем включить S13 – положение тумблера вверх.

- Произвести измерения токов и напряжений в исследуемой цепи.

- Показания приборов записать в таблицу 4.1.

- Тумблер S13 перевести в положение вниз.

а) Исследовать электрическую цепь при симметричной нагрузке – в случае обрыва линейного провода.

- Включить тумблер S13 – в положение вверх.

- Зафиксировать показания приборов и записать их в таблицу 4.1

- Выключить тумблер S13 – в положение вниз.

б) Исследовать электрическую цепь при симметричной нагрузке – в случае обрыва одной из фаз потребителя.

- Включить тумблер S13 – в положение вверх.

- Зафиксировать показания приборов и записать их в таблицу 4.1

- Выключить тумблер S13 – в положение вниз.

2. Собрать электрическую цепь при соединении потребителей треугольником при однородной несимметричной нагрузке.

Рисунок 4.4

- Схему для проверки предъявить преподавателю.

- Включить тумблер S13 – положение тумблера вверх.

- Произвести измерения токов и напряжений в исследуемой цепи.

- Показания приборов написать в таблицу 4.1.

- Выключить тумблер S13 – перевести в положение вниз.

- Разобрать схему.

- Показания, записанные в таблицу, предъявить преподавателю.

Таблица 4.1

Режим работы приемника

Экспериментальные данные

Вычислено

IA, PA13

IB, PA23

IC

Iab, PA14

Ibc, PA24

Ica, PA33

Uab, PV11

Ubc, PV21

Uca, PV16

P`ab

P`bc

P`ca

P

симметричная активная нагрузка

обрыв в одной из фаз

обрыв в линейном проводе

несимметричная активная нагрузка

Примечание: линейный ток I_C определяется расчетным путем, по измеренным фазным токам.

3) Произвести необходимые вычисления, построить векторные диаграммы для каждого из проведенных опытов. Проанализировать физические процессы, изученные во время лабораторной работы и написать выводы.