Соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями при различной нагрузке фаз. Влияние обрыва линейного провода на работу трёхфазного потребителя

СОДЕРЖАНИЕ

1.  Цель работы                                                                                                                  2

2.  Приборы и оборудование                                                                                            2

3.  Техника безопасности                                                                                                  2

4.  Порядок выполнения работы                                                                                      2

5.  Содержание отчета                                                                                                       4

6.  Контрольные вопросы                                                                                                  4

7.  Рекомендуема литература                                                                                            4

                 Приложение 1. Теоретические сведения                                                                     6          

Приложение 2. Задание для домашней подготовки к работе                                   8

АКВТ.140613.ЛР28.0011

изм

лист

№ докум.

подпись

дата

выполнил

Исследование 3-х фазной цепи при соединении потребителей

треугольником

литера.

лист.

листов

проверил

У

1

Гр

УТВ.

Н.контр.

1.  ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.1.Установить соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями при различной нагрузке фаз.

  1.2. Выявить на опыте влияние обрыва линейного провода на работу трёхфазного потребителя.

2. ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

                                                                                                                                            Таблица1

З. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

3.1.  Сборку схемы и переключения в схеме производить только при отключенной цепи от источника.

3.2. Электрическую цепь или стенд включать только с разрешения преподавателя.

3.3.При сборке схем использовать только соединительные провода с исправной изоляцией.

3.4. По окончании работы отключить цепь от источника, показать преподавателю результаты измерений и  расчёта для проверки, привести рабочее место в порядок.

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

4.1. Измерение линейных и фазных токов и напряжений, в 3-х фазной цепи.

АКВТ.140613.ЛР28.0011

лист

2

изм

лист

№ докум.

подпись

дата.

Рис.1

4.1.1.Собрать электрическую цепь (рис.1) и показать её преподавателю для проверки.

4.1.2. Симметричная нагрузка в фазах. Включить в каждую фазу по три лампочки.      Тумблер  SА3  замкнуть , включить  цепь с помощью пакетного выключателя и произвести измерения линейных и фазных токов IA IB, IC ;IA′B′, IB′C′, IC′A′ ,линейных и фазных напряжений               UAB, UBC, UCA; UA′B′ UB′C′, UC′A′. Результаты измерений занести в табл.2.

4.1.3. Несимметричная нагрузка в фазах. В фазу А′В’ включить три лампочки, в фазу В′С′  — 3 лампочки, в фазу С′А’ — 5 лампочек. Повторить измерения токов и напряжений. Результаты измерений записать в табл. 2.

4.1.4. Нагрузка в фазе С′А’ отключена. В фазе С’А’ лампочки отключены, в фазах А′В’ и В’С’ включены по 3 лампочки. Повторить измерения указанные в п. 4.1 .2. результаты измерений записать в таблицу2.

4.1.5. Линейный провод “С” отключен. Тумблер SА3 разомкнут. Во всех трех фазах  нагрузка симметрична (в каждую фазу включить по 3 лампочки). Подключить цепь к сети и произвести измерения, указанные, в п. 1 .4.2. показания приборов записать в табл. 2.

4.2. По результатам опытов рассчитать отношение  IA / IA′B′ для каждого случая, мощности каждой фазы и всего потребителя.

4.3. Построить векторные диаграммы напряжения и токов потребителя.

4.4. По лабораторной работе сделать заключение относительно:

а) соотношений между линейными и фазными токами потребителя при симметричной  нагрузке.

б) соотношений между фазными и линейными напряжениями;

в) влияний обрыва одного линейного провода на режим работы электрической цепи. Выводы записать в отчет.

АКВТ.140613.ЛР28.0011

лист

3

изм

лист

№ докум.

подпись

дата.

5. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

5.1.Цель работы.

5.2..Приборы и оборудование.

5.3.Схема электрической цепи.

5.4.Таблица результатов измерений и вычислений.

5.5.Основные расчетные формулы.

5.6.Векторные диаграммы.

5.7.Выводы по работе.

6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

6.1. Каково соотношение между фазными и линейными токами при соединении треугольником?

6.2. Как связаны действующие значения линейных и фазных токов при симметричной      нагрузке?

6.3. Как влияет обрыв линейного провода на работу трех фазного потребителя, соединенного в треугольник?

6.4. Как рассчитать мощность потребителя при симметричной и при несимметричной нагрузке?

6.5. Чему равен соsφ при симметричной нагрузке?

7. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Евдокимов Е.В. “Теоретические основы электротехники”

М. “Высшая школа”, 1975, &12.3;12.4;12.6.

АКВТ.140613.ЛР28.0011

лист

4

изм

лист

№ докум.

подпись

дата.

АКВТ.140613.ЛР28.0011

лист

5

изм

лист

№ докум.

подпись

дата.

                                                                               ПРИЛОЖЕНИЕ1

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

В лабораторной работе исследуется активная нагрузка, соединенная треугольником.

Из анализа схемы следует, что Uф=Uл.

В фазах потребителя возникают фазные токи: IAB, IBC, ICA и линейные токи: IA, IB, IC.

Используя 1-ый закон Кирхгофа для комплексов токов, можно записать:

IA= IAB- ICA                                                                                                                                                                              (1)

IB= IВС- IАВ                                                                                                                                                                              (2)

IС= IСА- IВС                                                                                                                                                                              (2)

Фазные токи определяются по закону Ома:

IAB=UAB/ZAB                                                                                                                                                                             (4)

IBC=UBC/ZBC                                                                                                                                                                             (5)

                           ICA=UCA/ZCA                                                                                                                                                                             (6)

При симметричной нагрузке: I л =      3 Iф                                   

Фазные токи сдвинуты между собой по фазе на угол 120º.

Линейный ток отстает от соответствующего фазного на угол 30º.

Полная мощность каждой фазы определяется по формуле (7)

Sф= Uф* Uф= Pф+j Qф                                                                                      (7)

Активную мощность можно рассчитать по формуле (8)

Pф= Uф* Uф*cosφф                                                                                                                                                             (8)

Реактивную мощность можно найти по формуле (9)

Qф= Uф* Uф*sinφф                                                                                                                                                             (9)

АКВТ.140613.ЛР28.0011

лист

6

изм

лист

№ докум.

подпись

дата.

где соsφф = R/Z; sinφф=X/Z

Для несимметричного потребителя:

Активная мощность рассчитывается по формуле (10)

P=PAB +PBC +PCA                                                                                                                                                                                            (10)

Реактивную мощность можно определить по формуле (11)

Q=QAB +QBC +QCA                                                                                                                                                                                        (11)

Полная мощность всего потребителя определяется по формуле (12)

              S=   P²+Q²                                                                                                                           (12)

При симметричной нагрузке:

Активная мощность рассчитывается по формуле (13)

(13)

              Q=3*Pф=  3 *Uл*Iл* соsφф

Реактивную мощность можно определить по формуле (14)

Q=3*Pф=  3 *Uл*Iл* sinφф                                                                                                                                                                  (14)

Полная мощность всего потребителя определяется по формуле (15)

S=3*Sф=   3  *Uл*Iл                                                                                                             (15)

С изменением сопротивления одной из фаз меняются силы тока этой фазы и токи в линейных  проводах, но не изменяется режим работы двух других фаз.

Соединение в треугольник исключает возможность появления повышенных напряжений на  фазы потребителя при обрыве одного из проводов. Например, при обрыве провода С фаз ВС и СА окажутся соединенными