Исследование трехфазной цепи, соединенной в звезду (Лабораторная работа № 13)

напряжения источника, приемника и «смещение нейтрали», измеренные, например, во время опыта, то векторная диаграмма цепи строится в следующей последовательности (рис. 4):

1) задаемся масштабом напряжений т_и и откладываем вектора фазных напряжений генератора U_A, U_B, U_C;

2) из точки О радиусом, равным напряжению между узлами U_N,описываем окружность;

3) из точки А радиусом, равным напряжению приемника U_A1и из точки В радиусом, равным напряжению приемника U_B1,делаем засечки на дуге проведенной окружности. Таким образом получаем точку O₁. Длина вектора O₁C дает в мacштaбe напряжение приемника U_C1. Это значение должно совпадать с известным значением U_C1;

4) из точки O1 проводим вектора токов ( в масштабе m_I) I_A, I_B, I_Cс учетом характера нагрузки в фазах приемника. Если фазовый угол в одной из фаз неизвестен (индуктивная катушка), то треугольник токов строят исходя из уравнения I_A+I_B+I_C=0, то есть вектора токов образуют замкнутый треугольник.

Частными случаями несимметричного приемника являются режимы КЗ (рис. 5а) и XX (рис. 56) в одной из фаз. Смещение нейтрали для этих схем:

Таким образом, в схеме рис. 5а точка O₁ попадает в точку А на векторной диаграмме, в схеме рис. 56 - на середину линейного напряжения U_BC. Соединив точку O₁ с точками В и С получим фазные напряжения приемника (рис.6а и 6б).

В четырехпроводной схеме имеется нулевой провод, практически не обладающий сопротивлением (рис. 76). Поэтому фазные напряжения приемника равны фазным напряжениям генератора. В этом случае векторная диаграмма строится в такой последовательности (рис. 7а):

1) проводим из точки О вектора фазных напряжений генератора в (масштабе m_U);

2) из точки О в масштабе m, проводим вектора токов приемника, учитывая характер нагрузки в фазах. Если фазовый угол одного из сопротивлений нагрузки неизвестен (индуктивная катушка в этой фазе), то многоугольник токов строим методом засечек, исходя из уравнения I_A+I_B+I_C=I₀.

Подготовка к работе

1. Определить фазоуказателем порядок следования фаз и произвести разметку клемм источника (А, В, С). С этой целью нужно подсчитать активную

проводимость лампы накаливания g, подобрать емкость конденсатора, исходя из условия b_С ≈ ωC ≈ g, собрать прибор, состоящий из двух одинаковых ламп и конденсатора (рис. 8), и подключить этот прибор к трехфазному источнику. Если условно принять за фазу А ту, к которой присоединен конденсатор, то фазу В можно определить на основании того, что лампа в этой фазе будет гореть значительно ярче, чем в фазе С.

2. Измерить вольтметром фазные и линейные напряжения источника и записать напряжения в комплексной форме.

3. Рассчитать трехфазную цепь, фазное напряжение которой равно измеренному в п. 2 и состоящую из трех резисторов с сопротивлением R_А = 20 Ом; R_В = R_С = 50 Ом для двух случаев:

а) трехпроводная система (рис. 9);

6} четырехпроводная система (рис. 10).

Результаты расчёта занести в таблицы 1 и 2 соответственно. В четырёхпроводной системе фазные напряжения приёмника равны соответствующим напряжениям источника.

Для каждой схемы построить векторную диаграмму на комплексной плоскости.

4. Рассчитать трёхпроводную (рис.11) и четырёхпроводную (рис.12) трёхфазные цепи и результаты расчёта занести в таблицы 3 и 4. Параметры приёмника R_A = R_B = R_C = 50 Ом, С_А = 64 мкФ. Для каждой схемы построить векторную диаграмму на комплексной плоскости.

Выполнение работы

1. Собрать трёхфазную цепь согласно рис.13. Фазные напряжения приёмника измерять одним вольтметром.

2. Произвести измерения в цепи при R_A = R_B = R_C = 50 Ом при разомкнутом ключе К2. Результаты измерений записать в таблицу 5.

По результатам измерений построить одну векторную диаграмму. Убедиться, что в случае симметричного приёмника значения токов и напряжений не зависят от наличия или отсутствия нулевого провода.

3. Произвести измерения в цепи при R_А = 20 Ом; R_В = R_С = 50 Ом при разомкнутом и замкнутом ключе К1 (ключ К2 разомкнут). Результаты измерений записать в таблицы 1 и 2 в соответствующие строки. Построить векторные диаграммы для двух случаев – с нулевым