Трехфазная цепь при соединении приемников треугольником

Цель работы: исследование трехфазной цепи синусоидального тока при соединении фаз приемников треугольником в условиях симметричной и несимметричной нагрузок.

Общие сведения

При включении потребителей электроэнергии треугольником в трехфазную сеть (рис. 5.1) обеспечивается полная независимость

 

23

работы отдельных фаз друг от друга, так как к фазам подводятся непосредственно линейные напряжения сети. Большая мощность питающей сети и достаточное сечение подводящих проводов по- зволяет считать эти напряжения симметричными при разных на- грузках приемников. Поэтому даже значительное изменение тока в одной из фаз практически не отражается на напряжениях и токах в других фазах.

Рис. 5.1

Изменение нагрузки влияет лишь на величину тока данной фа- зы и линейные токи прилежащих к ней проводов.

Из схемы, представленной на рис. 5.1, видно, что фазные на- пряжения равны линейным:

U ф U л.

(5.1)

В фазах потребителей протекают фазные токи

I  a b  , I  b c  , I  ca   ,   в

линейных проводах – линейные токи вому закону Кирхгофа:

I  A  , I  B   , I  C   .  Согласно  пер-

 

I  A I  ab I  ca; I  B I  bc I  ab; I  C I  ca I  bc.

(5.2)

При симметричной нагрузке фазные токи равны и имеют сдвиг по фазе на 120°, как это легко установить из векторной диаграммы для данного режима (рис. 5.2).

 

24

В этом случае (Z ab

Z bc

Z ca) связь между линейными и фаз-

I л      3I ф  . (5.3)

I   Л I   B 2 I   AB cos30 o 2 I 3 ф 2 3 I   ф . (5.4)     Рис. 5.2

ными токами (см. рис. 5.2) определяется выражением: Действительно, из диаграммы видно:

 

Мощность, потребляемая цепью при несимметричной нагрузке фаз, определяется выражением:

P P AB      P BC      P CA U ab I ab cos   ab U bc I bc cos   bc  U ca I ca cos  ca.

(5.5)

При симметричной нагрузке мощность цепи может быть опре- делена как утроенная мощность, потребляемая одной фазой:

P 3 P ф             3 U ф I ф   cos   ф          3 U л I л cos   ф         3 U л I л cos ф.

(5.6)

Программа работы

1. Определить параметры схем замещения трехфазной симмет- ричной и несимметричной нагрузки (нагрузка задается преподава- телем) согласно методике и расчетным соотношениям, приведен- ным в методических указаниях к лабораторной работе № 2. Запол- нить табл. 5.1.

2. Собрать схему рис. 5.1, включив в фазы нагрузки симмет- ричные приемники. Исследовать поведение цепи при симметрич- ной нагрузке. Результаты измерений занести в табл. 5.2.

 

25

Примечание. Напряжение на фазах нагрузки U_ab, U_bc, U_ca изме- ряются переносным вольтметром; остальные величины, указанные в табл. 5.2, – при помощи измерительного комплекта К540.

3. Включить в фазы нагрузки схемы рис. 5.1 несимметричные приемники, исследовать поведение цепи, результаты занести в табл. 5.2.

4. По известной величине трехфазной симметричной системы ЭДС и трехфазной нагрузки рассчитать линейные и фазные токи, мощности фаз и всей цепи в целом для двух случаев: симметрич- ной и несимметричной нагрузки. По результатам расчета построить в масштабе векторные диаграммы токов и напряжений для этих двух случаев.

5. Сравнить результаты расчета с величинами линейных токов и мощности цепи, полученными экспериментально.

Таблица 5.1

Характер нагрузки		Эксперимент			Расчет
		U, B	I, A	P, Вт	P, Вт	Z,Oм	X,Oм	,º
Симмет- ричная	Фаза АВ
	Фаза ВС
	Фаза СА
Несим- метрич- ная	Фаза АВ
	Фаза ВС
	Фаза СА

Таблица 5.2

Характер нагрузки

Измеряемые величины

ЕА,В

ЕВ,В

ЕС,В

IА,A

IВ,A

IС,A

PА,Вт

PВ,Вт

PС,Вт

Uab,B

Ubc,B

Uca,B

Несим- метрич- ная

Симмет- ричная

С о д е р ж а н и е о т ч е т а:

– схемы рис. 5.1;

– таблицы 5.1 и 5.2;

– расчеты и графические построения согласно п.п. 4, 5 про- граммы работы;

– выводы.

 

26

Варианты заданий

Таблица 5.3

№ варианта	Несимметричная нагрузка в фазах
	АВ	ВС	СА
1	R = 50 Ом	С = 40 мкФ	L1
2	L1	R = 50 Ом	С = 50 мкФ
3	С = 70 мкФ	L1	R = 50 Ом
4	R = 50 Ом	L1	С = 90 мкФ
5	R = 50 Ом	С = 100 мкФ	L1
6	R = 50 Ом	С = 120 мкФ	L1

Контрол ь ные вопр о сы

1. Что понимают под симметричной трехфазной системой ЭДС?

2. Почему при симметричной нагрузке расчет можно вести на одну фазу?

3. Что понимают под симметричной, равномерной, однородной нагрузками?

4. Каково соотношение между фазными и линейными токами и напряжениями при включении нагрузки треугольником?

5. Влияет ли отключение приемников двух других фаз при со- единении их треугольником?

6. Как рассчитать мощность потребителя при симметричной на- грузке и включении треугольником в трехфазной цепи?

7. На что влияет обрыв одного из линейных проводов при со- единении приемников треугольником?

 

Л аборатор ная ра бот а № 6