Экспериментальная часть. 1. С помощью прибора Щ-4300 убедиться в симметрии линейных напряжений на рабочем столе

1. С помощью прибора Щ-4300 убедиться в симметрии линейных напряжений на рабочем столе. U=24В

2. Собрать трехфазную цепь (рис.4.3), где U=24В – трехфазный источник синусоидального напряжения (трансформатор); r – резистивная нагрузка; А – амперметры электромагнитной системы; W – ваттметры; V – цифровой комбинированный прибор (Щ4300).

*

Обозначения зажимов трехфазного трансформатора: А, В, С – начала первичных обмоток, X, Y, Z – их концы; a, b, cи x, y, z – соответствующие зажимы вторичных обмоток. Высокая сторона (A,B,C,X,Y,Z) собираются по схеме «треугольник», а низкая (a,b,c,x,y,z) по схеме «звезда».

c'

a'

b'

a

b

c

x

y

z

K

Aa

Ab

Ac

Ao

*

*

*

W

W

0'

A

B

C

Y

Z

~24 B

X

Р и с. 4.3. Схема лабораторных испытаний «звезда-звезда».

Результаты всех последующих измерений заносить в табл. 4.1

Таблица 4.1

Режимы

Опытные данные

Расчетные величины

Ua'b' , В

Ub'c' , В

Uc'a' , В

Ua' , В

Ub' , В

Uc' , В

Ia , А

Ib , А

Ic , А

U0'0, В

I0, А

P1 , Вт

P2, Вт

Uл/ Uф

ra , Ом

rb , Ом

rc , Ом

ΣP, Вт

U0'0, В

I0, А

Симметричный режим

3-х

4-х

Перевернутая фаза источника

3-х

4-х

Обрыв фазы нагрузки

3-х

4-х

Короткое замыкание фазы нагрузки

3-х

Несимметричная нагрузка

3-х

4-х

3. Установить симметричную нагрузку. Измерить линейные и фазные напряжения на нагрузке, токи, напряжение смещения нейтрали, ток в нулевом проводе и мощности для трех- и четырехпроводной систем.

4. Поменять местами начало и конец одной из фаз источника (вторичной обмотки трансформатора, например, a-x) и провести те же измерения для трех- и четырехпроводной систем. Для четырехпроводной системы рассчитать фазные и линейные напряжения (действующие значения).

Восстановить схему в соответствии с рис. 4.3.

5. Оборвать одну из фаз нагрузки и провести измерения для трех- и четырехпроводной систем, включив разрыв цепи в измеряемую часть схемы.

Восстановить схему в соответствии с рис. 4.3.

6. Закоротить одну из фаз нагрузки и провести измерения для трехпроводной системы.

ВНИМАНИЕ! Категорически запрещается во время опыта замыкать ключ в нулевом проводе.

Восстановить схему в соответствии с рис. 4.3.

7. Установить несимметричную (неравномерную) нагрузку во всех трех фазах и провести измерения для трех- и четырехпроводной систем.

Расчетная часть

2.1. Для всех случаев симметричной системы рассчитать:

– отношение линейных и фазных напряжений на нагрузке: ;

– сопротивления фаз нагрузки: , , ;

– суммарную мощность нагрузки: .

Полученные значения занести в табл. 4.1.

2.2 Построить топографические диаграммы напряжений и векторные диаграммы токов для всех исследованных режимов.

2.3 Провести анализ и сделать вывод о влиянии нулевого провода на систему линейных и фазных напряжений потребителя.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Объяснить упрощенное устройство трехфазного генератора.

2. Что понимается под трехфазной симметричной системой ЭДС (напряжений)?

3. Какими достоинствами объясняется широкое распространение трехфазных систем в энергетике?

4. Как связны между собой фазные и линейные напряжения и фазные и линейные токи при соединении звездой в любом режиме?

5. Каково соотношение между значениями фазных и линейных напряжений и значениями фазных и линейных токов при соединении звездой в симметричном режиме?

6. Какова роль нейтрального провода? В каких случаях находят применение трехпроводная и четырехпроводная системы?

7. Почему фазы генератора обычно соединяют звездой, а не треугольником?

8. Будет ли ток в нейтральном проводе при неоднородной, но равномерной нагрузке фаз в четырехпроводной цепи? Почему?

9. Что понимают под активной, реактивной и полной мощностями трехфазных цепей?

10. Записать выражение для активной, реактивной и полной мощностей через линейные и фазные величины.

11. В трехфазном генераторе известны фазные напряжения: U_A=100В, U_B=U_C=200В. Угл сдвига фаз 120⁰. Определить модули линейных напряжений.

Список литературы

1. Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники: учебник для вузов. – В 3-х т. – М.; СПб: Питер, 2006.

2. Сборник задач по теоретическим основам электротехники / Под ред. П.А. Бутырина. – М.: Издательский дом МЭИ, 2012.

3. Киреев К.В., Мякишев В.М. Теоретические основы электротехники: учебное пособие. – Ч. 1, 2. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2014.

4. Атабеков Г.И. Основы теории цепей: учебник. – М.; СПб.: Лань, 2006.

5. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учебник. – М.: Гардарики, 2006.

6. Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин, А.В. Нетушил, А.А. Страхов., Основы теории цепей: учебник.-М.; «Энергия», 1975. Стр 175-189