Порядок выполнения работы

ВВЕДЕНИЕ

Совокупность нескольких однофазных цепей переменного тока, в которых действуют напряжения и токи одинаковой частоты, сдвинутые по фазе друг относительно друга, образуют многофазную цепь переменного тока. Наибольшее распространение получила трехфазная система.

Трехфазной системой переменного тока называют три взаимосвязанные электрические цепи с ЭДС одинаковой частоты и амплитуды, но сдвинутые по фазе одна относительно другой на 1/3 периода (или 120^о). Однофазные цепи, входящие в трёхфазную, называются фазами трёхфазной цепи. Фазы обозначаются буквами А, В, С. Начало фазы на схемах отмечают точкой.

Для получения трёхфазного переменного тока используются трёхфазные генераторы. Каждая обмотка генератора (его фаза) может быть самостоятельным источником электроэнергии и может замыкаться на свой приёмник. В этом случае трёхфазная система является несвязанной. На практике обычно применяются связные трёхфазные системы, в которых обмотки генератора и нагрузки фаз соединяются по специальным схемам («звезда» или «треугольник»). Если в связной трёхфазной системе нагрузки фаз равны по величине и одинаковы по характеру, то такая трёхфазная система называется симметричной. В случае, когда нагрузки в фазах не равны по величине, или разные по характеру то такая трёхфазная система называется несимметричной.

I. Изучение схемы включения нагрузок в “звезду” (Y).

1. Собрать цепь по схеме в соответствии с рисунком 4.1. Для измерения линейного напряжения используется 1 линейный вольтметр, т. к. линейные напряжения задаются источником питания и равны между собой. Все остальные параметры измеряются.

2. Установить движки ползунковых реостатов в среднее положение. После проверки схемы при разомкнутом ключе SA включить в сеть и установить равномерную нагрузку при 2-х лампах в каждой фазе.

3. При разомкнутом ключе SA снять показания приборов и занести результаты в таблицу 4.1 (режим 1).

Рис. 4.1. Соединение потребителей по схеме «звезда»

Таблица 4.1.

Режим измерения	Iл 1 А	Iл 2 А	Iл 3 А	Iф 1 А	Iф 2 А	Iф 3 А	I0А	Uф 1 В	Uф 2 В	Uф 3 В	Uл В
1. Равномерная нагрузка SA разомкнут
2. Равномерная нагрузка SA замкнут
3. Неравномерная нагрузка SA разомкнут
4. Неравномерная нагрузка SA замкнут

4. Замкнуть ключ SA, показания приборов и занести в таблицу 4.1 (режим 2). Убедиться, что при равномерной нагрузке:

, , .

5. Изменить нагрузку в фазах (1 фаза – 1 лампа, 2 фаза – 2 лампы, 3 фаза – 3 лампы). Зафиксировать показания всех приборов в таблице 4.1 для режимов: 3 (ключ SA – замкнут) и 4 (ключ SA – разомкнут). Сделать выводы, сравнивая режимы 3 и 4.

6. Установить равномерную нагрузку включить по 2 лампы в каждой фазе, при среднем положении ползунков реостатов и выяснить, что произойдет в фазах при:

1) изменении нагрузки в фазах;

2) обрыве 1 фазы (разъединить ползунковый и ламповый реостаты);

3) коротком замыкании 1 фазы (накоротко замыкается ламповый реостат).

в случаях когда: а) ключ SA разомкнут б) ключ SA замкнут.

Из этих экспериментов сделайте качественные выводы по каждому пункту, сравнивая режимы а) и б), и в произвольной форме зафиксируйте их в конспекте.

II. Изучение схемы включения нагрузок в “треугольник” (D)

1. Соберите цепь по схеме в соответствии с рисунком 4.2, при этом не нарушайте цепи фаз предыдущей схемы, а просто пересоедините их. Предъявите схему для проверки.

2. Включите схему в сеть. Устанавливая равномерную нагрузку во всех фазах, зафиксируйте показания приборов в таблице 4.2 для 3 различных режимов.

Рис. 4.2. Соединение потребителей по схеме «треугольник»

Таблица 4.2.

Режим измерения	Iл 1 А	Iл 2 А	Iл 3 А	Iф 1 А	Iф 2 А	Iф 3 А	Uф 1 В	Uф 2 В	Uф 3 В	Uл В
1. По 1 лампе в фазе
2. По 2 лампы в фазе
3. По 3 лампы в фазе

3. Убедиться по вашим данным что:

,

4. Включите по 1 лампе в каждой фазе, при среднем положении ползунков реостатов, и выясните что произойдет в фазах при:

а) обрыве одного линейного провода (отсоединить провод от щитка);

б) обрыве одного фазного провода (разъединить ползунковый и ламповый реостаты);

в) что происходит фазах, если нагрузка одной из них резко отличается от других (1 фаза – 3 лампы; 2, 3 фаза – 1 лампа).

Из этих экспериментов сделайте качественные выводы по каждому пункту и в произвольной форме зафиксируйте их в конспекте.

III. Измерение мощности трёхфазной системы.

1. Оставив цепь, собранную по схеме «треугольник», переключить линейные проводники от силового щитка к трехфазному киловаттметру, установленному на демонстрационном щите. Включите по 1 лампе в каждой фазе и подайте напряжение.

2. Зафиксируйте показания приборов в таблицу 4.3. Рассчитайте активную мощность в каждой фазе и активную мощность трёхфазной симметричной системы Р_рас. Убедиться, что при симметричной нагрузке

.

Таблица 4.3.

Режим измерения	Iф 1 А	Iф 2 А	Iф 3 А	Uф 1 В	Uф 2 В	Uф 3 В	Рф 1 Вт	Рф 2 Вт	Рф 3 Вт	Ррас Вт	Ризм Вт
По 1 лампе в фазе
Полная загрузка

3. Добавьте 1-2 лампы в любой из фаз до почти полной загрузки киловаттметра. Зафиксируйте показания приборов в таблицу 1.3. Расчетом найти активные мощности фаз Р ₁, Р ₂, Р ₃, и полную активную мощность системы Р_рас:

4. Сравните рассчитанные значения мощности Р_рас в первом и втором режимах с показанием киловаттметра Р_изм.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Дайте определения: многофазной, трехфазной, связанной, несвязанной электрических цепей?

2. Какая нагрузка (в общем случае) называется симметричной и несимметричной?

3. Как осуществляется соединение обмоток генератора и потребителей в схемах: звезда и треугольник?

4. Какие токи и напряжения называются фазными, какие линейными?

5. Каковы соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями для схем «звезда» и «треугольник»?

6. Какова роль нулевого провода в схеме «звезда» и как его можно определить в силовом кабеле?

7. Начертите по Вашим данным векторную диаграмму для конкретного случая и объясните ее.

8. Перечислите преимущества трехфазных систем.

Лабораторная работа № 5

Дата добавления: 2015-05-06