Цель работы: экспериментальное определение основных соотношений между токами, напряжениями и мощностями в симметричных и несимметричных трехфазных цепях при соединении приемника по схеме «треугольник».
Описание стенда
Стенд выполнен в виде вставной вертикальной панели. Монтаж элементов цепи соответствует источнику питания, расположенному справа (рис. 29). Кроме фаз приемника (r, C) в схему можно включать резисторы r л, соответствующие сопротивлениям линии. Несимметрия создается отключением конденсаторов в одной или двух фазах приемника. В схеме предусмотрено достаточное количество гнезд для включения измерительных приборов. Питание осуществляется от трехфазного трансформатора, линейное напряжение равно 231 В (). Номинальные величины параметров r, C, r л указаны на панели.
|
| Рис. 29. Электрическая схема стенда |
Программа работы
1. Собрать симметричную трехфазную цепь в соединение «треугольник» (рис. 30)
|
| Рис. 30. Схема для исследования приемника, соединенного в «треугольник». Показано включение ваттметров для измерения фазной (P ф) и общей () активных мощностей. |
Измерить напряжения и токи во всех фазах приемника, токи в линейных проводах и активную мощность в одной из фаз.
Построить топографическую диаграмму напряжений и векторную диаграмму токов. Построение выполнить на заготовленной дома топографической диаграмме напряжений источника (см. лабораторную работу №11, рис. 25)
Вычислить активную мощность симметричного приемника по измеренной мощности фазы, а также по формуле
Сравнить полученное значение мощности для симметричного приемника, соединенного «треугольником» с мощностью симметричного приемника, соединенного «звездой» (последние данные взять из отчета по лабораторной работе №11).
|
|
2. В схеме «симметричный треугольник» разорвать одну из фаз (номер поврежденной фазы задается преподавателем).
Измерить фазные и линейные токи, напряжение в месте разрыва фазы.
Построить топографическую диаграмму напряжений и векторную диаграмму токов.
Измерить активную мощность приемника методом «двух ваттметров».
Вычислить активную мощность, воспользовавшись результатами опыта п. 1, сравнить измеренное и вычисленное значения мощности.
3. В схеме «симметричный треугольник» разорвать один из линейных проводов (задается преподавателем).
Измерить фазные и линейные токи, фазные напряжения и напряжение в месте разрыва линии.
Построить топографическую диаграмму напряжений и векторную диаграмму токов.
Измерить активную мощность методом «двух ваттметров».
Вычислить активную мощность и сравнить с измеренной.
4. Собрать схему «несимметричный треугольник», создав несимметрию фаз отключением конденсаторов в двух или в одной фазе (Сид несимметрии задается преподавателем).
Измерить фазные и линейные токи.
Построить топографическую диаграмму напряжений и векторную диаграмму токов.
Измерить активную мощность методом «двух ваттметров».
Рассчитать активную мощность приемника.
Результаты измерений и вычислений целесообразно занести в таблицу приведенной формы.
| Пункт программы | U ab | U bc | U ca | U раз | I ab | I bc | I ca | I A | I B | I C | P ф | P 1 | P 2 | P 3ф |
| 1. «Симметричный треугольник» | ||||||||||||||
| 2. «Треугольник с оборванной фазой» | ||||||||||||||
| 3. «Треугольник с оборванным линейным проводом» | ||||||||||||||
| 4. «Несимметричный треугольник» | ||||||||||||||
Пояснения к работе
|
|
Для «симметричного треугольника»
,,
Фаза приемника на стенде состоит из параллельно включенных резистора и конденсатора. При этом полная проводимость фазы равна, фазовый угол.
Фазные токи при соединении «треугольником» рассчитываются по формулам:
; 
; 
.
Линейные токи –
; 
; 
.
При пренебрежении сопротивлениями линии
; 
; 
.
Контрольные вопросы
1. Каковы соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями для симметричного приемника, соединенного по схеме «треугольник»?
2. Напишите формулы для расчета токов и активной мощности несимметричного приемника, соединенного в «треугольник»?
3. Объясните, почему при пересоединении фаз симметричного приемника со схемы «звезда» на схему «треугольник» активная и реактивная мощность увеличивается в три раза.
4. Объясните, почему в несимметричной цепи, получаемой отключением конденсаторов в одной или двух фазах (п. 4), активная мощность будет такой же, как и в симметричной цепи (п. 1).
|
|
5. При исследовании соединения «звезда без нейтрали» несимметричная цепь также создавалась отключением только конденсаторов, однако там не сохранялось равенство активных мощностей симметричного и несимметричного приемников. Почему?
Библиографический список
1. Демирчян К.С. и др. Теоретические основы электротехники. 4-е изд. – СПб.: Питер. 2003. – Т.1. 424с.
2. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учеб. для вузов/ 11-е изд., испр и доп. – М.: Гардарики. 2006. – 701с.
3. Бессонов Л.А. Сборник задач по теоретическим основам электротехники: Учеб. пособие – 4-е изд., перераб. и испр. – М.: Высш. Шк., 2003. – 528с.
Учебно – практическое издание