Исследование трехфазной цепи с однофазными приемниками, соединенными треугольником

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 1

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Цель работы: исследовать симметричный и несимметричный режимы цепи при соединении фаз нагрузки треугольником.

Программа работы

1. Собрать измерительную цепь (рис. 4.1), а затем трехфазную цедь из трех реостатов, соединив их в треугольник по схеме (рис. 6.1).

Изменяя положение движков реостатов, установить одинаковые сопротивления в фазах и тем самым добиться симметрии трехфазного приемника. Все фазные токи при этом должны быть равны. Измерить фазные и линейные токи, напряжения и активные мощности фаз. По результатам измерений вычислить отношение линейного тока к фазному.

Определить активную мощность трехфазной нагрузки.

Результаты измерений и вычислений занести в табл. 5.1.

По данным измерений построить в масштабе топографическую диаграмму напряжений и векторную диаграмму токов.

2. Осуществить «обрыв» одного из линейных проводов, отключив соответствующий тумблер К в схеме (рис. 5. 1).

Измерить все линейные и фазные токи, а также напряжения на фазах приемника. Результаты измерений занести в табл. 5.1. По данным измерений построить в масштабе топографическую диаграмму напряжений и векторную .диаграмму токов.

Определить по топографической диаграмме напряжение между точками обрыва и занести его значение U _обр в табл. 5.1,

Рис. 5.1. Трехфазная нагрузка с соединением фаз приемника в треугольник

3. В одну из фаз симметричной цепи (рис. 5.1) подключить параллельно реостату конденсатор (здесь и в следующем пункте изменения в схеме осуществлять при отключенном питании). Измерить фазные и линейные токи и напряжения, а также активную мощность фаз. Измерить активную мощность трехфазной нагрузки методом двух ваттметров. Вычислить коэффициент мощности фазы с конденсатором. Занести измеренные и вычисленные данные в соответствующую строку табл. 5.1.

Сравнить величину активной мощности, определенной по методу двух ваттметров, с активной мощностью, найденной по измеренным активным мощностям фаз. Объяснить результат.

По данным измерений построить в масштабе топографическую диаграмму напряжений и векторную диаграмму токов.

Рис. 5.2. Два изображения отключенной фазы bс

4. Отключить одну из фаз приемника (рис. 5.2). Измерить все токи и напряжения и результаты занести в табл. 5.1. Построить в масштабе топографическую диаграмму напряжений и векторную диаграмму токов.

Пояснения к работе

К пункту 1. Для измерения тока вилку измерительной цепи (рис. 4.1) следует вставлять в соответствующие гнезда панели на схеме (рис. 5.1), а для измерения напряжения на участке цепи необходимо к одному концу этого участка подсоединить вилку измерительной схемы, а к другому концу - штекер. При этом ваттметр также оказывается включенным в цепь, и его показания определяются током ветви с включенной вилкой, напряжением между точками подсоединения вилки и штекера и косинусом угла фазового сдвига между этими напряжением и током. На рис. 5.3 показаны различные включения измерительной цепи.

Таблица 5.1.

Соединение трехфазной нагрузки в треугольник

Рис. 5.3. Включение измерительной цепи: а) измерение IAB, UAB, PAB; б) измерение IA, UAC, P2

Активная мощность 3-фазной нагрузки

При симметричной нагрузке .

Построение начинается с топографической диаграммы напряжений. Затем со сдвигом на угол j относительно векторов фазных напряжений строятся векторы соответствующих фазных токов. В данном опыте характер нагрузки чисто активный j=0. Векторы линейных токов строятся на основании 1-го закона Кирхгофа.

К пункту 2. При обрыве линейного провода изменяются фазные напряжения в тех фазах приемника, которые подсоединены к оборванному проводу, т.к. эти фазы оказываются включенными последовательно на оставшееся линейное напряжение. На рис. 5.4 показан

Рис. 5.4. Обрыв линии В

обрыв линии В. При этом сопротивления фаз Z_AB и Z_BC оказываются соединенными последовательно и включенными на напряжение фазы U_ca

Коэффициенты мощности фаз и, соответственно, углы сдвига остаются такими же, как в п. 1.

Построение векторной диаграммы токов ведется в той же последовательности, как и для опыта п. 1.

К пункту 3. Метод двух ваттметров применим только в трех-проводных цепях (при отсутствии нейтрального провода). Схема включения ваттметров дана на рис. 5.5. Здесь показано включение токовых обмоток в линии А и В, Напряжения на ваттметрах соответственно равны Г/4с и uq £. Возможны и другие способы подключения двух ваттметров.

Рис. 5.5. Измерение мощности методом двух ваттметров

По методу двух ваттметров показания каждого из приборов не соответствуют активной мощности какого-либо элемента цепи. Они могут быть различного знака. Поэтому при снятии показаний для указанной маркировки приборов надо обращать внимание на положение переключателя, при котором снимаются показания ваттметра («+» или «–») и учитывать этот знак. Алгебраическая сумма показаний ваттметров равна общей активной мощности трехфазной цепи

Диаграмма строится так же, как в п. 1. Но угол сдвига между напряжением к током в фазе с подключенным конденсатором отличен от нуля и определяется по коэффициенту мощности в этой фазе

Он находится в пределах

К пункту 4. При отключении фазы нагрузки линейный ток в проводе, к которому не присоединена оборванная фаза, не меняется, а два других линейных тока становятся равными соответствующим фазным токам. Построение векторной диаграммы следует проводить в той же последовательности, которая приведена в пояснениях к п. 1.

Контрольные вопросы

1. Выразите линейные токи через токи фаз нагрузки, соединенной в треугольник, воспользовавшись 1-м законом Кирхгофа.

2. Как изменятся фазные напряжения приемника, соединенного в треугольник, если оборвать линейный провод?

3. Как измерить активную мощность при симметричной нагрузке одним ваттметром?

4. Изобразите схему измерения активной мощности методом двух ваттметров.

5. Напишите формулы для вычисления активной мощности симметричного и несимметричного трехфазного приемника, соединенного в треугольник.

6. Объясните, почему подсоединение конденсатора параллельно резистору в фазе треугольника не изменяет величины активной мощности.

7. Приведите другие, отличные от схемы (рис. 5.5), способы включения двух ваттметров для измерения активной мощности в трехпроводной цепи.

Литература; [5, с. 114-118, 303-308; 1, с. 151-159, 160-163].

Литература

1. Электротехника /Под ред. В.С.Пантюшина. М.: Высш.шк., 1999. 560 с.

2. Лабораторные работы по электротехнике /Под ред. В.С.Пантюшина. М.: Высш. шк., 1997. 152 с.

3. Касаткин А.С, Электротехника. М.: Энергия, 1984. 560 с.

4. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М.: Высш. вж., 1973. 750 с.

5. Электротехника /Под ред. В.Г.Герасимова. М.: Высш. шк., 1985. 480 с.

6. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. М.: Энерго-атомиздат, 1999, 2000, 2003.542с.

Учебное издание

Лабораторные работы

по курсу

«Электротехника и электроника»

ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕНИ

Составители: Артюхова Инесса Ивановна,
Наталевич Константин Валерьевич,
Свеколкин Александр Львович и др.

Редактор А.А. Галикян

Темплан 2005 г. Подписано в печать 15.02.05 г.

Формат 60 × 80 ¹/₁₆. Бумага офсетная. Ризография.

Усл. п.л. 2,09. Уч.-изд. 2,0. Тираж 50.

Южно-Российский государственный технический университет

Редакционно-издательский отдел ЮРГТУ

Адрес университета: 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132