Описание лабораторной установки

В работе исследуется электрическая цепь, схема которой показана на рис. 5.22.

Рис. 5.22

Питание цепи осуществляется от трехфазной сети с линейным напряжением 220 В, частотой 50Гц (клеммы А,В,С,0 универсального стенда).

Выключатель В1 в нулевом проводе дает возможность исследовать четырехпроводную и техпроводную цепь.

В качестве однофазных приемников используются:

три ламповых реостата, расположенных на универсальном стенде (клеммы АХ, ВУ, СZ). Активное сопротивление полностью включенных ламповых реостатов 300 Ом;

индуктивная катушка с параметрами L=0,5 Гн, R_К=25 Ом.

Измерительные приборы: амперметр Э59 0,25÷1,0 А - 4 шт.; вольтметр Э59 75÷600 В - 1 шт.

Задание на подготовительную работу

1. Повторить разделы курса по теме «Трехфазные цепи».

2. Ознакомиться с программой работы и содержанием рабочей тетради.

3. Произвести расчет фазных напряжений и токов в трехфазных четырехпроводной и трехпроводной цепях, соединенных по схеме «звезда-звезда», и по рассчитанным значениям построить топографические диаграммы и векторные диаграммы токов для следующих режимов:

а) симметричная активная нагрузка (в каждую фазу включены все пять ламп лампового реостата);

б) несимметричная активная нагрузка, обусловленная уменьшением нагрузки одной из фаз (в одной из фаз согласно варианту выключают две лампы).

в) обрыв нагрузки в одной из фаз (в одной из фаз все лампы лампового реостата выключаются);

г) короткое замыкание одной из фаз трехпроводной цепи (в одной из фаз согласно варианту начало и конец фазы приемника соединяются проводником);

д) включение реактивной нагрузки в одну из фаз вместо лампового реостата (в одну из фаз согласно варианту вместо лампового реостата включается индуктивная катушка).

Фаза, в которой осуществляются все изменения нагрузки, выбирается согласно варианту по табл. 5.1. Результаты расчета занести в верхние строки табл. 5.2.

Программа работы

1. Собрать электрическую цепь рис. 5.22.

2. Измерить токи и напряжения в схемах с нулевым и без нулевого провода для следующих режимов:

а) симметричная активная нагрузка (в каждую фазу включены все пять ламп лампового реостата);

Таблица 5.1

№ вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Фаза	а	в	с	а	в	с	с	а	в	в	с	а

Таблица 5.2

Режим

Схема

Uab, В

Ubc, В

Uca, В

Ua, В

Ub, В

Uc, В

U0, В

Ia, А

Ib, А

Ic, А

I0, А

Равномерная нагрузка

С нул.пр.

Без нул.пр.

Уменьшение нагрузки в фазе

С нул.пр.

Без нул пр.

Обрыв в фазе

С нул.пр.

Без нул.пр.

Короткое замыкание в фазе

Без нул.пр

Индуктивность в одной фазе

С нул.пр.

Без нул.пр.

б) несимметричная активная нагрузка, обусловленная уменьшением нагрузки одной из фаз (в одной из фаз согласно варианту выключают две лампы);

в) обрыв нагрузки в одной из фаз (в одной из фаз все лампы лампового реостата выключаются);

г) короткое замыкание одной из фаз трехпроводной цепи (в одной из фаз согласно варианту начало и конец фазы приемника соединяются проводником);

д) включение реактивной нагрузки в одну из фаз вместо лампового реостата (в одну из фаз согласно варианту вместо лампового реостата включается индуктивная катушка).

Данные измерений занести в нижние строки табл. 5.2.

3. Рассчитать активную и реактивную мощности приемников для всех режимов, пользуясь данными табл.5. 2.

4. По данным измерений построить векторные диаграммы токов и напряжений для всех исследуемых режимов.

5. Сравнить результаты, полученные опытным и расчетным путем, и сделать выводы по работе.

Построение векторных диаграмм по опытным данным

Перед построением векторных диаграмм необходимо выбрать масштабы для построения векторов токов m_I и напряжений m_U.

П остроение диаграмм по опытным данным для цепи, фазы которой соединены по схеме «звезда», начинают с построения векторов линейных напряжений генератора. Для этого, зная действующие значения трех линейных напряжений U_AB, U_BC, U_CA, в масштабе напряжений посредством засечек, сделанных с помощью циркуля, строят равносторонний треугольник, образованный векторами линейных напряжений (рис. 5.23).

Из точек А, В и С, полученного треугольника линейных напряжений, откладывают с помощью циркуля отрезки, соответствующие в выбранном масштабе действующим значениям фазных напряжений генератора U_A, U_B, U_C. Получаем координату точки «0» (рис. 5.24).

И з точек А, В и С, полученного треугольника линейных напряжений, откладывают с помощью циркуля отрезки, соответствующие в выбранном масштабе действующим значениям фазных напряжений генератора U_A, U_B, U_C. Получаем координату точки «0» (рис. 5.24).

Затем из точек А, В и С в масштабе напряжений откладывают отрезки, соответствующие действующим значениям напряжений приемников U_а, U_b, U_c (рис. 5.25). Получаем координату точки «0^’». Соединив точки «0» и «0^’», построим вектор напряжения смещения нейтрали U_00.

В тех случаях, когда нагрузка в фазах приемника носит чисто активный характер, то векторы фазных токов откладывают в выбранном масштабе совпадающими с векторами фазных напряжений нагрузки (рис. 5.26).

В схеме с нулевым проводом фазные напряжения нагрузки и генератора равны. Ток нулевого провода строят на векторной диаграмме, как векторную сумму фазных токов нагрузки. В схеме без нулевого провода сумма фазных токов нагрузки равна нулю.