Порядок выполнения работы.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ ТУЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ТУЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ

«ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОММУНАЛЬНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

по учебной дисциплине

«ОСНОВЫЭЛЕКТРОТЕХНИКИ»

 

специальности 08.02.01

«Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»

для студентов заочного отделения

 

 

2016 г

УТВЕРЖДАЮ Зам. директора ГПОУ ТО «Тульский государственный коммунально-строительный техникум» ___________ В.Г. Цибикова «____ » ___________ 201____г	СОГЛАСОВАНО Начальник НМЦ ГПОУ ТО «Тульский государственный коммунально-строительный техникум» _______________ Л.В. Маслова «____ » _____________ 201__ г	Одобрена предметной (цикловой) комиссией общепрофессиональных дисциплин Протокол № _____ от____________ 201___ г Председатель комиссии ___________ А.Л. Боярова

 

 

Автор: Гельфанд Н. М., преподаватель ГПОУ ТО «Тульский государственный коммунально-

строительный техникум»

 

Содержание

 

Лабораторная работа Исследование трёхфазной цепи при соединении потребителей

«звездой».

 

Лабораторная работа

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЁХФАЗНОЙ ЦЕПИ ПРИ СОЕДИНЕНИИ

ПОТРЕБИТЕЛЕЙ «ЗВЕЗДОЙ»

Цели работы: 1 Выявить особенности трёхфазной системы при соединении фаз

«звездой».

2 Установить роль нулевого провода в работе трехфазной установки

при различных нагруз­ках.

3 По опытным данным построить векторные диаграммы при симмет –

ричной и несимметрич­ной нагрузке фаз.

 

Теоретические сведения

Трёхфазной электрической.цепью называется совокупность трёх электрических цепей пере­менного тока с синусоидальными ЭДС одной и той же частоты, сдвинутыми по фазе относительно друг друга на угол 120° и генерируемые в одном источнике электрической энергии.

Каждую из частей трёхфазной системы, характеризующуюся одинаковым током, называют фазой. Таким образом, понятие фаза в электротехнике имеет два значения: первое - аргумент сину­соидально изменяющейся величины, второе значении - часть одно-, трёх - или в общем случае, мно­гофазной системы электрических цепей.

Фазы трёхфазной цепи принято обозначать первыми буквами латинского алфавита: А, В, С - для соединения фаз звездой. Индексы фазных величин имеют те же буквы.

Трёхфазный ток получил широкое применение, так как трёхфазная система по сравнению с однофазной имеет следующие преимущества.

1 Одновременное действие токов трёхфазной системы создаёт вращающееся магнитное поле (на этом основано устройство трёхфазных асинхронных двигателей).

2 При передаче одной и той же мощности при одинаковом напряжении на зажимах генератора и при одинаковой потере мощности расход цветного металла на провода в трёхфазной установке со­ставляет 75% от расхода металла в однофазной установке.

 

3 Можно иметь в одной установке два напряжения (при четырёхпроводной цепи трёхфазного тока).

Источником энергии в трёхфазной системе служат трехфазные синхронные генераторы, уста­новленные на всех крупных электростанциях.

Существуют две основные схемы соединения фаз обмоток генератора и трёхфазных электро­приёмников, а именно, схема соединения «звездой» с условным обозначением «Y» и схема соедине­ния «треугольником» с условным обозначением «Δ».

«Звездой» называется такое соединение, когда концы или начала фаз (обмоток) соединены в од­ну точку, называемую нейтральной или нулевой. Напряжения между началами и концами фаз генера­тора или приёмника или напряжения между каждым из линейных проводов и нейтральной точкой на­зываются фазными напряжениями и обозначаются UА, UВ, UС. Напряжения между линейными про­водами или началами фаз называются линейными напряжениями и обозначаются UАВ, UВС, UСА. Линейным токами называются токи, протекающие по линейным проводам; они обозначаются I_А, Iв, I_С. Фазными токами называют токи, проходящие по фазам.

На рисунке 1 показана схема соединения потребителей в «звезду», линейные и фазные токи и на­пряжения.

 

 

Рисунок 1 - Трёхфазная четырёхпроводная цепь, соединённая «звездой»

 

 

При соединении звездой линейный ток I_л равен фазному току I_ф, а линейные напряжения

равны геометрическим разностям соответствующих фазных напряжений.

Фазные токи приёмников определяются так же, как в однофазных цепях.

Ток в нейтральном проводе равен геометрической сумме токов отдельных фаз:

I₀ = I_А + Iв + IС

Сечение нейтрального провода зависит от неравномерности нагрузки фаз, но обычно его берут равным 50% от сечения линейного провода, так как ток в нейтральном проводе меньше, чем токи в линейных проводах.

При наличии нейтрального провода и несимметричной нагрузке фаз напряжения на фазах при­ёмников остаются неизменными и равными напряжениям на соответствующих фазах генератора, если пренебречь сопротивлением проводов линии и нейтрального провода.

Если случайно произойдёт обрыв нейтрального провода, то фазные токи при несимметрич­ной нагрузке фаз изменятся и установятся такими, чтобы их сумма была равна нулю. Вследствие это­го напряжения на отдельных фазах будут различными.

Если же произойдёт обрыв одного из линейных проводов, то эта фаза отключается, а две дру­гие фазы продолжают нормально работать от трёхфазной системы при наличии нейтрального прово­да, а при отсутствии его происходит перераспределение напряжений на фазах пропорционально их сопротивлениям.

 

 

Приборы и оборудование для работы:

1 Лабораторный стенд, состоящий из контрольно­-измерительных приборов, трехфазной электрической цепи, четырехпроводной схемы приемников, соединенных звездой.

2 Питание установки осуществляется от сети переменного трехфазного тока.

 

Схема для исследования трёхфазной электрической цепи при соединении «звездой» представле­на на рисунке 2:

 

 

 

Рисунок 2

 

Порядок выполнения работы.

1 Ознакомиться с аппаратурой и приборами, необходимыми для выполнения работы.

2 Собрать схему, изображенную на рисунке 2. Исходные значения сопротивлений фаз приемника заданы электролампами, ЭДС источника Е = 380В, ƒ = 50Гц.

3 Установить симметричную нагрузку фаз без нейтрального провода (R1 = R2 = RЗ)и записать показания приборов в таблицу 1.

 

4 То же с нейтральным проводом.

 

5 Установить несимметричную нагрузку в фазах (R1, R2, RЗ не равны)и записать показания приборов в таблицу 1 при выключенном и включённом нейтральном проводе.

 

6 Выключить лампы в фазе А и записать показания приборов в таблицу 1 при выключенном и включённом нейтральном проводе.

 

7 Произвести расчёт мощности в каждой фазе и полной мощности и энергии:

 

- измерить ток I_ф и напряжение Uф в каждой фазе согласно пунктам 3 – 6 и занести данные в таблицу 1;

 

- вычислить по результатам измерений Rф, Рф, Sф, Р, W по формулам:

I_ф = I_л, Uл = √3Uф, Рф = I²_ф Rф, Sф = Uф I_ф, Р = √3 Uл I_л cos φ, S = Uл I_л sin φ

- для симметричной нагрузки: S = 3Sф, Р = 3Рф;

 

- вычислить электрическую энергию при t = 10 мин:

Wпотр. = U ∙ I ∙ t, Wист. = Е ∙ I ∙ t, W = Р ∙ t, Вт с;

- для симметричной нагрузки: Рф = Рф1 + Рф2 + Рф3, Sф = Sф1 + Sф2 + Sф3;

 

- данные расчётов занести в таблицу 1.

 

8 Для опытов 3 - 5 по таблице 1 построить векторные диаграммы на листах формата А4.

 

Выводы:

_____________________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

_________________________________________________________________

Контрольные вопросы.

1 Что называется соединением звездой приёмников энергии?

2 Что называется фазным и линейным напряжением?

3 Что называется фазным и линейным токами?

4 Каковы соотношения между линейными и фазными напряжениями при соединении приёмников звездой при симметричной нагрузке фаз?

 

5 Каково значение нейтрального провода?

6 К чему приводит обрыв или отсутствие нейтрального провода при несимметричной

нагрузке фаз?

 

7 Начертите векторную диаграмму напряжений и токов для симметричной чисто активной

нагрузке фаз.

 

8 В каких условиях можно обойтись без нейтрального провода?

9 Как определить ток в нейтральном проводе?

 

 

ЛИТЕРАТУРА

Основные источники:

1 Морозова Н.Ю. «Электротехника и электроника». М.: Академия, 2013.

 

2 Синдеев Ю.Г. «Электротехника с основами электроники», Ростов-на-Дону, Феникс, 2013.

 

3 Григораш О.В. «Электротехника и электроника», Ростов-на-Дону, Феникс, 2014.

 

4 Зайцев В.Е., Нестерова Т.А. Электротехника. «Электроснабжение, электротехнология и

электрооборудование строительных площадок». М.: Академия, 2014.

 

5 Лоторейчук Е.А. «Теоретические основы электротехники»М.:ИД»ФОРУМ»-ИНФРА,2013.

 

Дополнительные источники:

1 Сибикин Ю.Д. «Электроснабжение промышленных и гражданских зданий». М.: Академия,

2014.

 

2 Попов В.С., Николаев С.А., Общая электротехника с основами электротехники.

М.: Энергия, 2013.

 

3 Нудлер Г.И., Тульчин И.К., Электротехника и электрооборудование зданий. М: Высшая школа, 2013.

 

4 Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электротехники. М.: Высшая школа, 2014.

 

Интернет – ресурсы:

 

1 Бесплатная библиотека электронных книг https://www.proklondike.com/books/.

 

Подпись преподавателя ____________________________________ Н.М. Гельфанд