1. Собрать схему исследования трехфазной цепи, соединенной в звезду
(рис. 6-7). В качестве нагрузки в схеме используются ламповые реостаты (чисто активный потребитель). Для измерения напряжения использовать один из вольтметров, имеющихся на стенде, к клеммам которого необходимо присоединить два провода с наконечниками.
Собрать сначала последовательную часть каждой фазы, затем соединить однофазные приемники "звездой". Для этого на стенде начала фаз а, в, с соединить с клеммами А, В,С а концы фаз X, Y, Z соединить между собой (нейтральными точками) и через амперметр А N с клеммой N.
2. Исследовать следующие режимы:
2.1) нагрузка с нейтральным проводом (все тумблеры включить, ключ В1 замкнуть);
2.2) симметричная нагрузка без нейтрального провода (ключ В1 разомкнуть);
2.3) несимметричная нагрузка с нейтральным проводом. Ключ В1замкнуть. Изменить нагрузку в фазах, выключая лампы с помощью тумблеров;
2.4) несимметричная нагрузка без нейтрального провода (ключ К разомкнуть);
2.5) обрыв фазы А. Цепь с нейтральным проводом (ключ В1 замкнуть, выключить все лампы тумблерами в фазе А)
2.6) обрыв фазы А. Цепь без нейтрального провода (ключ В1 разомкнут).
Рис.6-6. Схема исследования трехфазной цепи при соединении нагрузки, в"звезду"
Во всех режимах измерять линейные ифазные напряжения. Показания измерительных приборов внести в табл. 6-1.
Таблица 6-1
| № опы- та | Напряжение, В | Ток,А | IN из векторной диаграммы | Режимы работы | ||||||||
| линейное | фазное |
| ||||||||||
| UAB | UBC | UCA | UA | UB | UC | IA | IB | IC | I | |||
| 1 | Cимметричная нагрузка с нейтральным проводом | |||||||||||
| 2 | Симметричная нагрузка без нейтрального провода | |||||||||||
| 3 | Несимметричная нагрузка с нейтральным проводом | |||||||||||
| 4 | Несимметричная нагрузка без нейтрального провода | |||||||||||
| 5 | Обрыв фазы А несимметричной цепи с нейтральным проводом | |||||||||||
| 6 | Обрыв фазы А несимметричной цепи без нейтрального провода | |||||||||||
3. По данным табл. 1 построить векторные диаграммы напряжений и токов для всех режимов. Определить величину IN из векторной диаграммы.
4. Измерение мощноститрехфазной цепи.
4.1. Собрать схему для исследования (рис.6-7) трехфазной цепи с чисто активной нагрузкой без нейтрального провода. Линейныеи фазные напряжения измеряются одним вольтметром.
Рис.6-7. Схемаисследования трехфазной цепи
4.2. Установить симметричную нагрузку (включить все тумблеры).
4.3. Установить несимметричную нагрузку. Изменить нагрузку в фазах, выключая лампы с помощью тумблеров.
5. Показания приборов занести в табл. 6-2.
6. По табл. 2 определить активную мощность трехфазной цепи по показаниям ваттметров
∑ Р W = PW 1 + PW 2.
7. По показаниям вольтметров и амперметров найти активные мощности каждой фазы по формулам:
PA =UAIA, PB =UBIB, PC =UCIC
и всей цепи по формуле
P 3 Ф= ∑ P Ф= PA + PB + PC
Неоднородная нагрузка
8. Собрать схему исследования трехфазной цепи с неоднородной нагрузкой (рис.6.8)
Рис. 6.8. Схема исследования неоднородной цепи
В качестве нагрузки используются: ламповый реостат, батарея конденсаторов 10 мкФ и катушка индуктивности L, которые включены в разные фазы. Линейные и фазные напряжения измеряются одним вольтметром.
9. Исследовать следующие режимы работы:
9.1. Равномерная нагрузка с нейтральным проводом. Ключ В1замкнут. Тумблеры включены. Регулируя сопротивления фаз, устанавливанием по амперметрам одинаковые токи в фазах.
Таблица 6-2
| № опыта | Данные измерений | Данные вычислений | Режимы работы | |||||||||||
| Фазное напряжение, В | Ток,А | Показания ваттметров, Вт | Фазная мощность, Вт | Мощность всей цепи, Вт | ||||||||||
| UA | UB | UC | IA | IB | IC | PW 1 | PW 2 | PA | PB | PC | ∑ P Ф | ∑ PW | ||
| Симметричная нагрузка без нейтрального провода | ||||||||||||||
| Несимметричная нагрузка без нейтрального провода | ||||||||||||||
Сопротивление фазы А регулируется количеством включаемых лампочек, сопротивление фазы В - изменением емкости батареи конденсаторов, сопротивление фазы С регулируется изменением индуктивности катушки.
9.2. Равномерная нагрузка без нейтрального провода (ключ В1разомкнуть).
9.3. Неравномерная нагрузка с нейтральным проводом. Ключ В1 замкнут. Изменяя сопротивление фаз устанавливаем в фазах неодинаковые токи, фиксируемые амперметрами.
9.4. Неравномерная нагрузка без нейтрального провода (ключ В1 разомкнут).
10. Показания приборов занести в табл. 6-3.
Таблица6-3
| № опыта | Линейное напряжение, В | Фазное напряжение, В | Ток, А | Показание ваттметра, Вт | Град. | Характер нагрузки | |||||||
| UAB | UBC | UCA | UA | UB | UC | IA | IB | IC | PW | с os φ | φ | ||
| Равномерная нагрузка с нейтральным проводом | |||||||||||||
| Равномерная нагрузка без нейтрального провода | |||||||||||||
| Неравномерная нагрузка с нейтральным проводом | |||||||||||||
| Неравномерная нагрузка без нейтрального провода | |||||||||||||
11. По данным табл. 6-3 построить векторные диаграммы напряжений и токов для всех режимов.
Считать, что в фазе с конденсатором ток опережает напряжение на 90˚.
В фазе с катушкой для определения угла сдвиг фаз между током и напряжением следует включить ваттметр.
Угол сдвига фаз определяется следующим образом:
φ = arccos (P Ф/ U Ф I Ф),
где P Ф= PW, U Ф= UC, I Ф= IC.
Содержание отчета
1. Название работы.
2. Цель работы.
3. Схемы исследований.
4. Таблицы приборов и оборудования.
5. Таблицы с результатами измерений и вычислений.
6. Расчетные формулы.
7. Векторные диаграммы в масштабе для всех режимов.
8. Выводы об особенностях каждого режима.
Контрольные вопросы
1. В чем отличие ипреимущества трехпроводных ичетырехпроводных цепей.
2. Какова роль нейтрального провода? Почему в него нельзя включать предохранители?
3. Почему при симметричной нагрузке нейтральный провод не нужен?
4. Каковы зависимости между линейными и фазными токами и напряжениями при симметричной и несимметричной нагрузке при соединении приемников "звездой" и "треугольником"?
5. К чему приводит обрыв линейного провода в трехфазной установке?
6. Как построить потенциальную диаграмму напряжений по опытным данным?
7. Почему измерение активной мощности в трехфазной цепи двумя однофазными ваттметрами допустимо только при отсутствии нейтрального провода?
Литература
1. Электротехника [Текст]: / Под ред. В. С. Пантюшина.- М.: Высшая школа, 1976. - гл.7., С.155-156, С.158-160
2. Касаткин, А.С. Электротехника [Текст]: / А.С. Касаткин, М.В. Немцов; - М.: Высшая школа, 2002. - гл.12, с. 339-356.
3. Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники. [Текст]: - М.: Гардарики, 2001. - §1.28.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7
