Материал: mulp (1)

Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ

Лабораторная работа № 9.

Исследование трехфазной цепи, соединенной треугольником

Цель работы. Расширение практических навыков исследования трехфазных цепей; измерение напряжений, токов, мощности при симметричной и несимметричной нагрузке, соединенной треугольником.

Пояснения к работе

При соединении трехфазной цепи треугольником (рис. 9.1) линейное напряжение равно фазному, а линейный ток равен разности фазных

токов, например: IA IAB ICA . В частном случае, когда цепь симметрична, IЛ = 3 IФ.

Рис. 9.1

Измерение активной мощности трехфазной симметричной цепи можно произвести, измерив мощность одной фазы РФ. Мощность всей цепи определится из равенства Р 3РФ . В несимметричных трехфазных

цепях без нулевого провода мощность может быть измерена с помощью двух ваттметров (рис. 9.2). Мощность всей цепи РОП = Р1 + Р2, где Р1 и Р2 – показания первого и второго ваттметров. При расчете:

РРАСЧ UABIAB cosAB UBCIBC cosBC UCAICA cosCA.

Схема электрической цепи

В работе проводится исследование цепи, схема которой показана на рис. 9.2. Питание цепи осуществляется от трех источников синусоидального напряжения частотой 50 Гц. Действующие значения ЭДС этих источников одинаковы, а их фазы отличаются на 120 , так что напряжения образуют симметричную систему прямой последовательности. Зна-

51

Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ

чения ЭДС и параметров нагрузки, соответствующие варианту цепи, приведены в табл. 9.1.

С помощью ключей К1 К4, номера управляющих клавиш которых соответствуют их индексам (на схеме указаны в квадратных скобках), можно изменять характер нагрузки в фазе АВ. Для изменения активного сопротивления фазы АВ следует после двойного щелчка левой кнопкой мыши, когда курсор находится на символе этого сопротивления в схеме, вдвое уменьшить или увеличить значение сопротивления по сравнению с табличным.

Рис. 9.2

Вольтметр V измеряет линейное напряжение, амперметры АА, АВ, АС – линейные токи, остальные – фазные токи. В качестве ваттметров используются приборы W1 и W2, к выходным зажимам которых подключены вольтметры, чьи показания в вольтах численно равны показаниям ваттметров в ваттах. Сумма показаний этих приборов равна активной мощности цепи.

Подготовка к работе

Проработав теоретический материал, ответить на вопросы.

1.Что такое линейные и фазные токи? Какие уравнения связывают линейные и фазные токи а) несимметричной и б) симметричной цепи, соединенной треугольником.

2.На каком принципе основано действие индукционного фазоуказателя? Как с его помощью определить порядок чередования фаз.

52

Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ

3. Исходная диаграмма напряжений и токов для симметричного треугольника дана на рис. 9.3:

а) как деформируется диаграмма токов в случае обрыва фазы АВ? б) во что «выродится» диаграмма токов при обрыве линейного

провода А?

Изобразить качественные диаграммы токов для случаев а) и б).

C

Рис. 9.3

Программа работы

1. Открыть файл LW9 и извлечь из поля вспомогательных компо-

нентов Favorites две подсхемы (Subcircuit) Wattmeter (на рис. 9.2 – W1

и W2). Собрать остальную часть схемы, показанной на рис. 9.2, и установить ее параметры согласно табл. 9.1 в соответствии со своим вариантом схемы.

Таблица 9.1

2. Снять показания приборов в симметричном режиме (замкнуты ключи К1, К2, разомкнуты К3, К4) и подсчитать отношение IЛ/IФ. Вычислить

также активную мощность P = 3UФIФ (cos =1 для активной нагрузки).

53

Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ

3. Исследовать несимметричную цепь в следующих режимах:

а) уменьшение активной нагрузки в фазе АВ, для чего сопротивление в этой фазе следует увеличить вдвое по сравнению с его табличным значением

б) увеличение активной нагрузки в фазе АВ, для чего сопротивление в этой фазе следует уменьшить вдвое по сравнению с его табличным значением;

в) отключение нагрузки в фазе АВ, для чего нужно разомкнуть

ключи К2, К3, К4; г) включение индуктивности в фазу АВ, для чего необходимо при

замкнутых ключах К1, К3, разомкнуть ключи К2, К4; д) включение емкости в фазу АВ (при замкнутых ключах К1, К4, ра-

зомкнуть ключи К2, К3,); е) обрыв линейного провода А, для чего следует разомкнуть ключ

К1 при одинаковых активных сопротивлениях нагрузки всех трех фаз.

Результаты всех измерений (пп. 2, 3) внести в табл. 9.2. Туда же внести значения активной мощности цепи, подсчитанной как по закону

Джоуля – Ленца ( P I 2R ), так и суммированием показаний ваттмет-

ров (P= P1+P2).

4. Построить топографические диаграммы напряжений, совмещенных с лучевыми диаграммами токов для всех режимов.

Указание. Всего 5 диаграмм, построение каждой из которых следует начинать с неизменного для всех диаграмм равностороннего треугольника линейных напряжений. Лучевые диаграммы фазных токов удобно строить из центра тяжести этого треугольника. Если соединить концы векторов фазных токов, то должен получиться треугольник ли-

нейных токов (например, IA IAB ICA ).

5. Проанализировать диаграммы и сформулировать выводы по работе.

54

Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ

Содержание отчета

1.Наименование и цель работы.

2.Схема электрической цепи.

3.Ответы на вопросы подготовки к работе.

4.Основные соотношения.

5.Табл. 9.2. Векторные диаграммы по данным к табл. 9.2.

6.Графики зависимостей UА и UN от тока фазы А.

7.Выводы.

Рекомендуемая литература: [1, с.104–123], [[3, с. 68–76], [4, с. 251– 257], [6, с. 185–192], [7, с. 169–181].

55