2.7 Лабораторна робота № 7

Дослідження кіл трифазного струму (з’єднання навантаження трикутником).

Мета роботи.

1). Визначити дослідним шляхом співвідношення між лінійними і фазними струмами і напругами при симетричному і навантаженні.

2). Перевірити баланс потужностей в колі трифазного струму.

3). Побудувати векторні діаграми струмів і напруг і перевірити правильність вимірювання потужності методом двох ватметрів при несиметричному навантаженні.

Основні теоретичні положення.

У колах трифазного струму застосовуються два основних способи з’єднання фаз джерел і приймачів електричної енергії: з’єднання зіркою (умовно позначається ) і з’єднання трикутником ( ). З’єднання трикутником застосовується при несиметричному навантаженні, а також при симетричному, коли потрібно погоджувати номінальну напругу трифазного приймача і мережі.

Джерело живлення і навантаження можуть мати різні або однакові схеми з’єднання (на рис. 1 однакові).

При з’єднанні фаз трикутником початок однієї фази з’єднується з кінцем наступної і т.д. Загальні точки з’єднання фаз приєднуються до лінійних провідників (рис. 2.7.1).

Рис. 2.7.1. З’єднання трикутником

На рис. 2.7.1 прийняті наступні позначення: - фазні е.р.с. джерела -фазні і лінійні напруги; - фазні струми у навантаженні; - лінійні струми.

При з’єднанні фаз трикутником фазні і лінійні напруги однакові. При симетричному навантаженні . Вектори лінійних струмів повернуті щодо векторів фазних струмів на 30°, наприклад.

На рис. 2.7.2 представлена векторна діаграма напруг і струмів при симетричному режимі, з’єднання трикутником, навантаження індуктивного характеру. Оскільки в схемах (рис. 2.7.1) опором лінійних дротів нехтуємо, лінійні напруги на затискачах джерела живлення і навантаження однакові:

Примітки.

1). Як правило фазну напругу приймають без початкової фази і направляють по осі дійсних чисел.

2). Вісь дійсних чисел розташовують вертикально.

3). Напрям векторів лінійних струмів - за годинниковою стрілкою.

Рис. 2.7.2. Векторна діаграма напруг і струмів при симетричному режимі

Активна потужність кола трифазного струму при симетричному режимі визначається за формулою

,

де U і I - діючі значення лінійних напруги і струму.

Потужність (активна і реактивна) вимірюється методом двох ватметрів (рис. 2.7.4). Тангес кута зсуву фаз між напругою і струмом також визначається за показами ватметрів

.

При несиметричному навантаженні струми в фазах А, В, С, неоднакові; вони відрізняються і по модулю і по фазі. Неоднакові також кути зсуву фаз у фазах навантаження.

Аля вимірювання активної потужності в трифазній трипровідній системі у несиметричному режимі застосовується метод двох ватметрів.

На рис. 2.7.3 приведена векторна діаграма напруг і струмів при несиметричному навантаженні фаз. Побудова діаграми відбувається наступним чином.

1). Відкладаються вектори і зсунуті між собою на 120°.

2). Знаходять кути зсуву фаз між напругою і струмом у фазах навантаження, наприклад

.

3). Відкладаються фазні струми .

4). Будуються вектори лінійних струмів (з’єднують промені фазних струмів).

Рис. 2.7.3. векторна діаграма напруг і струмів при несиметричному навантаженні

Контрольні питання.

1). Розповісти про області застосування способу з’єднання фаз трикутником.

2). Розповісти про співвідношення і взаємне розташування векторів фазних і лінійних струмів і напруг при з’єднанні трикутником.

3). Які відомі методи вимірювання потужності в трифазних колах ?

4). Як за показами двох ватметрів визначити кут зсуву фаз між струмом і напругою в симетричному навантаженні ?

5). Чому при з’єднанні обмоток генератора трикутником по ним не потече струм при відключеному навантаженні ?

6). Як зміняться струми і напруги у фазах симетричного навантаження, сполученого трикутником, при перегоранні одного запобіжника в лінії?

7). Чому рівна напруга між розімкненими кінцями лінійного дроту ?

Порядок виконання роботи.

1). Ознайомитися з робочим місцем. Вивчити характеристики використовуваних приладів.

2). Зібрати схему з’єднання приймачів енергії, включивши в кожну фазу котушку індуктивності (рис. 2.7.4). Котушки в трьох фазах повинні бути однакові.

3). Записати

4). Подавши напругу 38 В, записати свідчення амперметрів, ватметрів і виміряти напруги відповідно до табл. 2.7.1.

5). Увімкнути активний опір в одну або дві фази, окрім котушок індуктивності, і зробити вимірювання згідно табл. 2.7.1.

Рис. 2.7.4. Схема з’єднання приймачів енергії з включеними в кожну фазу котушкою індуктивності

Обробка результатів дослідів.

1). Обчислити величини в таблиці 2.7.1, побудувати векторні діаграми струмів і напруг для кожного досліджуваного випадку.

2). Перевірити співвідношення між лінійними і фазними струмами і напругами при симетричному режимі.

3). Обчислити сумарну активну потужність 3-x фаз і перевірити правильність показів ватметрів при несиметричному режимі навантаження (баланс активної потужності).

Обчислено	Qн	вар
	Pн	Вт
	cosФ	-
	tgФ	-
Виміряно	IN	А
	P2	Вт
	P1	Вт
	Icd	А
	Ibc	А
	Iab	А
	IC	А
	IB	А
	IA	А
	UCA	В
	UBC	В
	UAB	В
Режим			Симетричний	Несиметричненавантаження