Контрольные вопросы.

1. Как соединить фазы токоприемника звездой?

9. Какое напряжение называется фазным и какое — линейным?

10. Какие существуют зависимости между действующими линейными и фазными напряжениями трехфазной четырехпроводной сети?

11. При каких условиях трехфазная система называется симметричной?

12. В каких условиях можно обойтись без нейтрального провода?

13. Каково соотношение между фазными напряжениями для несимметричной нагрузки при наличии нейтрального провода?

14. Как определить ток в нейтральном проводе?

15. К чему может привести обрыв нейтрального провода при несимметричной нагрузке?

Лабораторная работа №7 Исследование трехфазной цепи при соединении электроприемников треугольником.

Цель работы. 1. Выявить особенности трехфазных систем при соединении фаз звездой и треугольником. 2. По опытным данным построить векторные диаграммы при симметричной и несимметричной нагрузке фаз.

Общие теоретические положения. Каждая фаза приемника при соединении треугольником (рис. 1) подключена к двум линейным проводам. Поэтому независимо от значения и характера сопротивлений приемника каждое фазное напряжение равно соответствующему линейному напряжению U_Ф=U_Л.

Рис. 1

Ток каждого приемника, входящего в соединение треугольника, является фазным: I_Ф=U_Ф/Z_Ф где U_Ф — фазное напряжение данного приемника Z_Ф — его полное сопротивление.

Фазные токи I_AB, I_BC, I_CA в общем случае не равны линейным токам I_A, I_B, I_C. Применяя первый закон Кирхгофа к узловым токам А, В и С, можно получить следующие соотношения между линейными и фазными ток I_A=I_ABI_CA, I_B=I_BCI_AB, I_C=I_CAI_BC.

Нагрузку называют симметричной, если Z_AB, Z_BC, Z_CA приемников одинаковы: Z_AB=Z_BC=Z_CA=Z_Ф; сдвиги фаз _AB, _BC, и _CA между фазными напряжениями и соответствующими им фазными токами равны между собой: _AB=_BC=_CA=. При симметричной нагрузке фазные напряжения U_AB, U_BC, U_CA одинаковы, фазные токи I_AB, I_BC и I_CA равны между собой, сдвиги фаз между напряжениями и токами U_AB и I_AB, U_BC и I_BC, U_CA и I_CA одинаковы и определяются по формуле =arctg(х_Ф/R_Ф), где х_Ф — реактивное сопротивление фазных нагрузок; R_Ф -- ее активное сопротивление.

Векторные диаграммы фазных (линейных) напряжений, а также фазных и линейных токов при симметричной активно-индуктивной нагрузке приведены на рис. 2.

Рис. 2

При симметричной нагрузке равные линейные токи отстают от соответствующих фазных токов на /6 и превышают их в раз, т. е. . При несимметричной нагрузке, имеющей место при .несоблюдении равенства Z_ABZ_BCZ_CA или _AB_BC_CA либо обоих равенств. нарушается симметрия как фазных, так и линейных токов. Векторная диаграмма для случая, когда в фазе АВ имеется активная нагрузка, в фазе ВС—активно-индуктивная, а в фазе СА — активно-емкостная, приведена на рис.3.

Всякое изменение нагрузку одной из фаз при соединении приемников треугольником вызывает одновременное изменение соответствующих фазного и двух линейных токов, однако не влияет на фазные напряжения и токи других фаз, а также на третий линейный ток.

Рис.9.3

Обрыв линейного провода нарушает нормальный режим работы трехфазной цепи. При этом приемники одной фазы находятся под номинальным фазным напряжением, а приемники двух других фаз оказываются последовательно соединенными и находятся под этим же напряжением. Фазные напряжения этих приемников прямо пропорциональны их полным сопротивлениям, т.е. приемники оказываются под напряжением, отличающимся от номиналь­ного значения фазного напряжения.

Приборы и оборудование: источник питания (трехфазная трехпроводная сеть напряжением 127 или 220 В), три ламповых реостата, трехполюсныи автоматический выключатель, шесть амперметров электромагнитной системы, вольтметр электромагнитной системы со щупами, соединительные провода.

Порядок выполнения работы.

1. Ознакомиться с приборами и оборудованием, предназначенными для выполнения лабораторной работы, записать их технические характеристики.

№	Наименование приборов	Условное обозначение	Технические характеристики	Предел измерения
1 2 3

2 По схеме рис. 9.4 собрать все последовательные цепи от зажимов рабочего щитка до входных зажимов А, В, С приемников. Полученные цепи соединить треугольником, для чего замкнуть с помощью проводов следующие точки ХВ', УС' и ZA'. Представить собранную цепь для проверки преподавателю.

3 Включить трехполюсный автоматический выключатель S. Установить симметричную нагрузку, для чего, изменяя число включенных ламп, добиться, чтобы показания амперметров А_AB, A_BC и A_CA были одинаковы. С помощью вольтметра со щупами измерить напряжения U_AB, U_BC и U_CA. Записать показания всех приборов в табл. 9.1.

4 Создать несимметричную нагрузку фаз, изменяя число включенных ламп Повторить измерения токов и напряжений, показания приборов записать в ту же таблицу. Не изменяя присоединенную нагрузку, отключить трехполюсный автоматический выключатель S, отсоединить один из линейных проводов, включить трехфазную установку и вновь записать показания всех приборов в табл. 9.1.

5. Определить отношение линейного тока к фазному для случая симметричной нагрузки фаз, сравнить его с теоретическим значением этой величины.

Рис 9.4

Таблица 9.1

№

Состояние Схемы

Данные наблюдений

Результаты вычислений

Напряжение,В

Ток, А

Активная мощность, Вт

Uв

Uвc

Uca

Iaв

Iвс

Icа

Iа

Iв

Ic

Pa

Pв

Pc

Р3ф

1 2 3

Симетричная нагрузка. Несиметричная нагрузка. Несиметрич-ная нагрузка с обрывом линейного провода.

5. Определить отношение линейного тока к фазному для случая симметричной нагрузки фаз, сравнить его с теоретическим значением этой величины.

6. Подсчитать мощность каждой фазы и полную мощность потребляемую нагрузкой, результаты вычислений занести в табл. 9.1.

7. Построить в масштабе векторные диаграммы напряжений и токов для симметричной и несимметричной нагрузки фаз, используя данные табл. 9.1.

1. Составить отчет по результатам выполненной работы.