При соединении потребителей энергии звездой
Цель работы: проверить соотношения между фазными и линейными токами при равномерной нагрузке, при неравномерной нагрузке, при отключенной фазе и при обрыве линейного провода.
Работа выполняется на универсальном стенде, в которомустановлены необходимыеприборы, в соответствии со схемой.
№ п/п | Наименование Приборов. | Тип. | Система. | Технические характеристики | Класс Точности. |
1. | Вольтметр | ||||
2. | Миллиамперметр | ||||
3. | Миллиамперметр | ||||
4. | Миллиамперметр | ||||
5. | Вольтметр |
Под трехфазной системой понимается совокупность электрических цепей, в которых действуют синусоидальные ЭДС (напряжения) одной и той же частоты, сдвинутые относительно друг друга по фазе на угол 2π/3 (120°), создаваемые общим источником электрической энергии.
Передача электрической энергии от источника к потребителю в трехфазной трехпроводной системе осуществляется с помощью линейных приводов. В четырехпроводной системе имеется четвертый - нейтральный (Nn) привод, соединяющий общие точки фаз источника и потребителя.
Для соединения фаз приемника звездойихконцы (x, y, z)соединяют в одну общую точкуn, называемую нулевой илинейтральной точкой. Начала фаз (а,b,с) присоединяют к
Рис.15. Схема соединения фаз звездой с нулевой или нейтральной точкой |
Рис.16. Векторная диаграмма фазных и линейных напряжений при симметричной нагрузке в соединении звездой. |
В качестве примера на рис. 16 приведена векторнаядиаграмма
при симметричной активно- индуктивной нагрузкефаз.
Рис.17. Схемаисследование работы трехфазной цепи
при соединении потребителей энергии звездой
Порядок проведения работы:
1. Ознакомиться с описанием работы, схемой, записать основные данные измерительных приборов.
2. Переключатель выбора схемы стенда поставить в положение “1”,переключатель измерения напряжения в схемах “P ” перевести в нулевое положение.
3. При замкнутом выключателе в цепи нулевого провода включить стенд под напряжение и установить равномерную нагрузку трех фаз. С помощью переключателя “P ” измерить линейные и фазные напряжения и записать показания амперметров и вольтметра в таблицу. Убедиться в отсутствии тока в нулевом проводе.
4. Разомкнуть выключатель в нулевом проводе и снова записать показания вольтметра и амперметров.
5. При замкнутом выключателе в нулевом проводе изменить нагрузку в одной из фаз так, чтобы амперметр в нулевом проводе давал заметные показания. Повторить те же изменения и записать показания приборов. Затем отключить выключатель в нулевом проводе и снова произвести те же измерения с записью показаний приборов. Повторить опыты для двух-трех случаев неравномерной нагрузки.
6. Отключив полностью нагрузку одной из фаз, повторить все измерения при выключенном, а затем при включенном переключателе в нулевом проводе. Показания приборов записать в таблицу.
7. При отключенном линейном проводе одной из фаз и включенных нагрузках в других фазах повторить измерения. Показания приборов записать в таблицу.
8. Определить для всех случаев фазные мощности, мощность всей цепи. Убедиться, что сумма мощностей фаз при равномерной нагрузке
P = +
+
или P =
Icos
, гдеcos
=1
№ вид нагрузки п/п | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | P, Вт | Нулевой провод |
1.Равно- Мерная | Включен | ||||||||||||||
Отключе | |||||||||||||||
2. Неравно- Мерная 3. | Включен | ||||||||||||||
Отключ | |||||||||||||||
Включен | |||||||||||||||
Отключё | |||||||||||||||
4.Отклю- чена наг- рузка од- ной фазы | Включен | ||||||||||||||
Отключе | |||||||||||||||
5.Перего- релпредохр. В одной фазе/в линейном проводе/ | Включен | ||||||||||||||
Отключен |
9. По данным таблицы построить в масштабе векторные диаграммы для трех случаев: а/ равномерная нагрузка; б/ неравномерная нагрузка при включенном нулевом проводе; в/ та же неравномерная нагрузка при отключенном нулевом проводе. Сделать краткие выводы по работе, отметив назначение провода.
10. Ответить на следующие вопросы:
1. Что называется трёхфазной системой?
2. Как нужно соединить фазы «звездой»?
3. Какой провод в трехфазной системе называется «нейтральным» и при каком условии он носит название «нулевой»?
4. Каковы достоинства трехфазной четырехпроводной сети и для каких приемников энергии она применяется?
5. Дайте определения понятий «фазное» и «линейное» напряжения. Каково соотношение между ними?
6. Поясните назначение нулевого провода в трехфазной четырехпроводной системе.
7. Как подсчитать мощность в трехфазной цепи в случаях равномерной и неравномерной нагрузках фаз?
8. В отчете указать, к каким нежелательным последствиям может привести случайный обрыв нулевого провода при неравномерной нагрузке фаз и соединений потребителей энергии звездой / электрическое освещение /.
Указания для построения векторной диаграммы.
Для построения векторной диаграммы выбираем масштабы по току, например, 1см – 10 А и напряжению: 1см – 40 В. Построение диаграммы начинаем с векторов фазных напряжений UA, UB, UCрасполагая их под углом 120 друг относительно друга. Чередование фаз обычное: за фазой А – фаза В, за фазой В – фаза С. Если в фазе включен конденсатор, то угол сдвига φ отрицательный, т.е. ток опережает фазное напряжение.Если в фазе включена индуктивная катушка, то угол сдвига φ больше нуля, т.е. ток отстает от фазного напряжения.На активном сопротивлении ток и напряжение совпадают по фазе. Ток в нулевом проводе равен геометрической сумме трех фазных токов.
Лабораторная работа №7