Исследование трехфазных цепей при соединении приемников электрической энергии звездой и треугольником, основные уравнения в трехфазных цепях

БАЛАКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИКИ, ТЕХНОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ ФАКУЛЬТЕТ ИНЖЕНЕРНО СТРОИТЕЛЬНЫЙ КАФЕДРА ОБЩЕЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ И ФИЗИКЕ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4 по дисциплине Теория Общей Электротехники ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНЫХ  ЦЕПЕЙ                                                                                           Выполнил: ст. гр. УИТ -  22                                                                  Дьякова Е.Г.                                                                         Паршукова М.В.                                                                    Гайнанова А.                                                                     Панфилова О.                                                                       Подошвина М.                                                                Ремизов А.                                                                                                Проверил: Олькова В.Б.                                                                                          «____»____________2001г. 2001

Цель работы: исследование трехфазных цепей при соединении приемников электрической энергии звездой и треугольником, основные уравнения в трехфазных цепях , анализ аналитическим  методом и с помощью топографических диаграмм.

Техника эксперимента

Лабораторная установка, предназначенная для исследования схем при соединении приемников звездой и треугольником, содержит следующие элементы:

Три фазы приемников электрической энергии, расположенных на центральной панели стенда, обозначены буквами A-X, B-Y, C-Z.

1   Каждая фаза состоит из пяти ламп, соединенных параллельно, последовательно включенного конденсатора. Включение ламп в каждой фазе осуществляется тумблерами. Каждый из конденсаторов в фазах можно отключить, зашунтировать его с помощью крайних правых тумблеров K₄ , К₅ , К₆ .

2  Спаренные клеммы, расположенные на центральной панели и панели приборов, которые могут быть замкнуты накоротко расположенными рядом тумблерами. Спаренные клеммы на центральной панели предназначены для измерения фазных токов; спаренные клеммы на панели приборов предназначены для измерения линейных токов, тока в нейтральном проводе.

3  Источник трехфазного напряжения, который может отключится пакетным включателем, P

4  Для измерения напряжений используется вольтметр электромагнитной системы с пределом измерения 0 – 300 В. Измерение токов осуществляется амперметром электромагнитной системы пределом измерения 0 – 2 А.

Задание № 1. Исследование трехфазной цепи при соединении приемников по схеме ”звезда”.

                     

                                         

                                                                        Данные эксперимента

                   Режим   I_A ,     I_B ,      I_C ,      U_A ,     U_B ,      U_C ,    U_nN , U_AB ,    U_BC ,     U_CA , 

                                    А        А        А          B        B         B        B        B         B        B

      

       Симметричный   0,33    0,3      0,32     132     144     132        0       240     240     240

 

       Перегрузка          0,47    0,32    0,36      96      162     158       15      240     240     240  

       фазы А

      

       Перегрузка          0,53    0,51    0,36     120     130     160       10      240     240     240

       фаз АВ

 

       Обрыв фазы А      0        0,28     0,28    204     126     106       70     240     240     240

 

       Короткое

       замыкания А       0,76    0,4       0,45       0       240     240      140     240    240     240

 

В соответствии с этими данными строим  векторные диаграммы токов и напряжений для каждого случая. Напряжения U_AB, U_BC и U_CA  являются линейными напряжениями источника, тогда:

.

а) симметричный режим:

поскольку нагрузка симметричная, то (В)                                        

      б) Перегрузка фазы А.

в) Перегрузка фаз А и В.

г) обрыв фазы А.

   д) короткое замыкание фазы А.

Задание № 2. Исследование трехфазной четырех проводной цепи при соединении проводников по схеме ”звезда”.

 

           Данные эксперимента

       Режим                     I_A ,    I_B ,      I_C ,     I_N ,      U_A ,     U_B ,      U_C ,    U_AB ,  U_BC ,   U_CA ,

                                      А        А        А      А         B         B        B        B         B        B

 

   Симметричный         0,33    0,3       0,32       0       140     138     140     240     240     240

 

   Перегрузка фазы А   0,58    0,29    0,33    0,24     130     140     132     240     240     240

 

   Перегрузка двух

   фаз А и В                    0,57    0,52    0,32    0,2     140     136      136     240     240     240

 

   Обрыв фазы А             0       0,29    0,32     0,3     140     138     138     240     240     240

 

Построим совмещенные векторные диаграммы токов и напряжений для всех рассмотренных режимов работы схемы:

а) Симметричный

б) Перегрузка фазы А.

в) Перегрузка двух фаз А и В.

г) Обрыв фазы А.

Вывод: виды векторных диаграмм, построенных в заданиях №1, №2, видно, что наличие нейтрального провода не позволяет смещаться точке n при несимметричной нагрузке. Отсутствие же его приводит к тому, что при несовместной нагрузке наблюдается большая не симметрия фазных напряжений приемника.

Задание № 3. Исследование трехфазной цепи при соединении приемников по схеме ”треугольник”

Для проведения данного эксперимента мы собрали следующую электрическую схему:

В этом эксперименте мы сняли показания приборов для следующих режимов работы схемы: симметричный режим, перегрузка фазы А, обрыв фазы А, обрыв линейного провода А. Результаты измерений занесли в таблицу:

 

                                                                    Данные эксперимента

 

                 Режим        I_A ,          I_B ,         I_C ,          I_AB ,        I_BC ,         I_CA ,          U_AВ ,

                                      А            А             А             А             А           А             В     

      

     Симметричный       0,8         0,76        0,76         0,45        0,4            0,45        232

 

     Перегрузка           

     фазы А                    1,06         1,02       0,72        0,78        0,4            0,45        232

      

     Обрыв фазы А        0,45         0,4        0,75            0          0,4            0,45       232

 

     Обрыв линейного

     провода А                0           0,4         0,4               0          0,4             0          232

 

а) Симметричный режим:

в схеме соединения приемников ”треугольником” линейное напряжение является фазным, поэтому

б) Перегрузка фазы А и В.

в) Обрыв фазы А.

г) Обрыв линейного провода А.

Цепь из трехфазной превращается в однофазную с двумя параллельными ветвями

Вывод по работе:мы исследовали трехфазную цепь при соединении приемников электрической энергии ”звездой” и ”треугольником” и с помощью диаграмм наглядно разобрались в процессах, происходящих с токами и напряжениями при различных режимах работы трехфазных цепей.