Лабораторная работа № 4
“Исследование трехфазной системы при соединении приемника треугольником”
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.
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 R 12, R 13, R 14, 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 R 13 и R 14 включаются резистора R 6 и R 15 (см. схему на рисунке 4.2), причем сопротивление резистора R6 не равно сопротивлению резистора R 15, 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. Ктрехфазной 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 | ||||||
| U л , В | ||||||
| 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 cosj приведены в таблице 4.2. По данным варианта из таблицы определить ток в каждой фазе двигателя (сопротивлением проводов пренебречь).
Таблица 4.2
| Номер варианта | ||||||
| P дв, кВт | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 |
| к.п.д,% | ||||||
| cosj | 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.
