Исследование трехфазной электрической цепи при соединении приемника треугольником
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №9
ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПРИ СОЕДИНЕНИИ ПРИЕМНИКА ТРЕУГОЛЬНИКОМ
Цель работы – экспериментальное исследование режимов работы трехфазной цепи при соединении приемника треугольником.
Программа работы
9.1. Исследование трехфазной цепи при соединении приемника треугольником
9.1.1 . Симметричный режим. По схеме рис. 9.1. собрать электрическую цепь с нагрузкой, соединенной треугольником. Установить симметричную активную нагрузку 
. Числовые значения 
приведены в табл. 8.1. Для всех вариантов параметры индуктивной катушки одинаковые: 
=0,87 Гн, 
= 28 Ом. Измерить линейные, фазные токи и напряжения. Результаты измерений внести в табл. 9.1.
9.1.2. Несимметричная однородная нагрузка.
· Оборвать линейный провод 
при .
· Оборвать фазу 
при сопротивлении остальных фаз, равном 
.
· Установить в фазе сопротивление 
(включить последовательно сопротивления 
и 
), в остальных фазах – сопротивление .
Результаты измерений внести в табл. 9.1.
9.1.3. Несимметричная неоднородная нагрузка. Исследовать цепь при неоднородной нагрузке (схема на рис. 9.2). В фазе 
установить индуктивную катушку, в фазе 
- конденсатор заданной емкости, в фазе - сопротивление .
Измерить линейные, фазные напряжения и токи. Результаты измерений внести в табл. 9.1.
Рис. 9.1
Таблица 9.1
Результаты опытного исследования трехфазной цепи при соединении приемника треугольником
| Вид нагрузки | 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
|
| В | В | В | В | В | В | А | А | А | |
| Симметричная | |||||||||
| Обрыв линейного провода
| |||||||||
| Обрыв фазы
| |||||||||
| Однородная несимметричная | |||||||||
| Неоднородная |
Примечание. Опыт короткого замыкания фазы нагрузки не проводить.
Рис. 9.2
Построить по опытным данным векторные диаграммы токов и напряжений для всех исследуемых режимов.
Предварительный расчет
Решить задачу, представленную в табл. 9.2.
Таблица 9.2
Задание предварительного расчета
| Содержание задач | Варианты заданных величин | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| В схеме «треугольник» при известном линейном напряжении рассчитать фазные токи во всех режимах, предусмотренных программой в п. 9.1. Определить по векторной диаграмме линейные токи |
|
|
|
Построить в масштабе векторные диаграммы, используя данные расчета.
Методические указания
В работе используется симметричный источник трехфазного напряжения с частотой 
= 50 Гц, линейные напряжения которого могут быть представлены в виде:
, 
, 
,
где 
71 В - действующее значение линейного напряжения.
При соединении приемника треугольником рис. 9.3 его фазные напряжения являются одновременно и линейными.
Рис.9.3. Соединение приемника треугольником
Фазные токи определяются напряжениями и сопротивлениями фаз приемника:
, 
, 
.
где 
, 
, 
- сопротивления фаз приемника.
Линейные токи определяются из уравнений, составленных по первому закону Кирхгофа для узлов А, В, С:
, 
, 
.
В случае симметричной нагрузки 
, фазные токи приемника будут одинаковы и сдвинуты относительно своих напряжений на один и тот же угол. При этом 
, 
.
Векторная диаграмма токов и напряжений для этого режима при активно-индуктивной нагрузке приведена на рис. 9.4.
Если несимметрия однородной нагрузки создается изменением сопротивления одной фазы, например , при неизменных одинаковых сопротивлениях двух других фаз 
, то будут изменяться ток этой фазы 
и, связанные с ним два линейных тока и . Векторная диаграмма токов и напряжений для случая, когда в фазу включена активная нагрузка, в фазу - активно-индуктивная, в фазу - активно-емкостная, показана на рис. 9.5.
Рис. 9.4
| 
Рис. 9.5
|
При обрыве фазы ток 
, два линейных тока равны фазным 
, 
, а остается без изменения. Короткое замыкание одной из фаз потребителя приводит к резкому увеличению фазного и линейных токов и является аварийным режимом.
Обрыв одного из линейных проводов превращает трехфазную систему в однофазную. В случае обрыва линейного провода одна фаза нагрузки будет работать без изменения, а две другие фазы будут соединены последовательно к сохранившемуся линейному напряжению.
Теоретические сведения к работе приводятся в учебной литературе: [1, § 7.1, § 7.2; 3, §§ 12.1 – 12.5; 5, §§ 6.1 – 6.14, а также 6, 7].
Контрольные вопросы
1. Напишите соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями при соединении потребителей треугольником.
2. Чем опасно короткое замыкание фазы при соединении нагрузки треугольником?
3. Как распределяются токи в фазных и линейных проводах при обрыве:
а) фазного провода;
б) линейного провода?
4. Каковы соотношения при соединении приемника треугольником между линейными и фазными токами и напряжениями в симметричном режиме?
5. Как изменятся величина линейного тока и величина мощности, если симметричную нагрузку, соединенную звездой без нулевого провода, пересоединить в треугольник при одном и том же линейном напряжении?
6. Изменятся ли линейные токи при несимметричной нагрузке, если изменить порядок следования фаз?
7. Чему равны фазные и линейные токи при симметричной нагрузке в случае обрыва а) линейного провода, б) фазы?