Исследование трехфазной цепи при соединении приемников звездой

Цель работы:

1. Выяснить на опыте основные соотношения между линейными и фазны­ми напряжениями и токами для трехфазной цепи при соединении потре­бителей звездой. Выявить роль нейтрального провода.

2. Исследовать влияние изменения параметров одного из трех приемников, соединенных звездой в четырехпроводную трехфазную цепь, на фазное напряжение потребителей и ток в нейтральном проводе.

3. Исследовать аварийный режим работы (обрыв нейтрального провода) в четырехпроводной трехфазной цепи при соединении однофазных потре­бителей звездой.

Оборудование и приборы: блок питания БП 4822-2, плата 3, три ламповых реостата, четыре амперметра и три вольтметра переменного тока. Характеристика измерительных приборов стенда (табл. 1.1).

Подготовка к работе

1. Изучить § 4.1, 4.2, 4.3, 4.5 [1] или § 3.1. 3.2, 3.3, 3.4 [2].

2. Начертить принципиальную схему (рис. 8.1 а) и схему замещения

(рис. 8.1 б).

1. Начертить табл. 8.2 для записи результатов измерений и вычислений.

2. Записать расчетные формулы через показания приборов: фазных

сопротивлений приемников R_a, R_B, Rc фазных активных мощностей приемников Р_я, Р_в, Рс и всей цепи Р.

Рис 8.1

3. Определить ток в нейтральном проводе (рис. 8.1), используя векторную
диаграмму напряжений и токов по данным табл. 8.1.

Номер бригады	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Uл, В	220	380	220	380	220	380	220	380	220	380
Rа, OM	100	200	150	250	300	350	400	450	500	550
RВ, Om	200	100	300	500	100	200	200	150	250	200
Rс, Ом	200	100	300	500	100	200	200	150	250	200

Таблица 8.1

 

Таблица 8.2

 

Харак-терис-тика сети

Харак-терис-тика наг-рузки

Измеритель

Вычислить

UaB

UBB

UcB

UАВ B

UBC B

UCА B

UnN       B

Ia  A

IBA

Ic  A

INA

RА Ом

RВ Ом

RС Ом

PaВт

PBВт

Pс Вт

P Вт

Четырех-провод-ная

Сим-метрич-ная

Несим-метрич-ная

Трех-провд-ная

Сим-метрич-ная

Несим-метрич-ная

Рабочее задание

1. Собрать цепь согласно схеме (рис. 8.1).

2. Подключить схему питания к клеммам "3~220 В" А, В, С, N приборного штатива.

3. Включить блок питания и подать напряжение в исследуемую цепь включением тумблера "3~220 В".

4. Обеспечить в цепи симметричный режим работы, включив все лампочки

реостатов. Измерить фазные напряжения U_a, U_B, U_c и токи 1_А, 1_В 1с-, ли­нейные напряжения U_aB, U_BC, U_ca и ток в нейтральном проводе l_N

5. Изменяя сопротивление R_a лэмпоеюго реостата (поочередно включая по
одной), проследить за изменением фазных и линейных напряжений, токов и тока в нейтральном проводе. Результаты измерений записать в табл. 8.2.

6. Вновь установить прежнюю симметричную нагрузку и отключить ней­тральный провод (аварийный режим работы). Измерить фазные, линей­ные напряжения и токи, напряжение U_nN между нейтральными точками цепи.

7. Изменяя сопротивление R_a лампового реостата фазного приемника (по­очередно выключая по одной), измерить фазные, линейные напряжения и токи, напряжение U_nN между нейтральными точками цепи. Результаты измерений записать в табл. 8.2.

8. По показаниям приборов вычислить параметры схемы замещения фаз­ных сопротивлений приемников R_a, R_B, Rc, фазных активных мощно­стей приемников Р_а, Р_в, Р_с и всей цепи Р. Результаты вычислений запи­сать в табл. 8.2.

9. Построить по данным опыта топографические векторные диаграммы на­пряжений и токов для двух режимов в четырехпроводной трехфазной цепи.

10. Начертить график изменения тока в нейтральном проводе в зависимо­
сти от изменения сопротивления I_N =f(R_a).

Контрольные вопросы

1. Как выполнить соединение приемников электрической энергии звездой?

2. Каково соотношение между фазными и линейными величинами токов и напряжений при соединении трехфазных потребителей звездой?

3. Каковы особенности режима работы потребителей, соединенных звез­дой, при несимметричной нагрузке с нейтральным проводом и без него?

4. Какая нагрузка называется симметричной и несимметричной?

5. Какими преимуществами обладают трехфазные цепи по сравнению с однофазными?

6. Как влияет несимметричная нагрузка на напряжение потребителя при соединении звездой без нейтрального провода?

7. Каково назначение нейтрального провода? Почему в нейтральный про­вод не включают предохранитель?

8. Как определяется мощность (активная, реактивная и полная) трехфазных потребителей при симметричной и несимметричной нагрузках?