Материал: 1572

ZΑ ZB ZC;

или

Α B C,

где Z – полное сопротивление фазы; φ – фазовый угол нагрузки. Нейтральный провод при симметричной нагрузке не нужен, так

как ток в нем IN как векторная сумма фазных токов равна нулю.

При наличии нейтрального провода всегда или при симметричной нагрузке без него, между действующими значениями линейных и фазных напряжений в схеме «звезда» выполняется соотношение

UЛ 3 UФ .

При обрыве/отсутствии нейтрального провода при несимметричной нагрузке нормальный режим трёхфазной установки нарушается. Фазные токи изменяются и устанавливаются таким образом, чтобы векторная сумма их стала равной нулю. При этом нарушается симметрия фазных напряжений приёмника UA, UB, UC, а фазные напряжения генератора Ua, Ub, Uc остаются симметричными. В результате этого возникает разность потенциалов между концами фаз генератора и приёмника UnN, называемая смещением нейтрали:

UA Ua UnN ;

UB Ub UnN ;UC Uc UnN .

При симметричной нагрузке напряжение смещения нейтрали UnN равно нулю и трёхфазная цепь не нуждается в нейтральном проводе.

Вопросы для допуска к работе

1.Что называется трёхфазной электрической цепью?

2.Каковы фазовые сдвиги между ЭДС трёхфазной системы?

3.Как измерить линейные и фазные напряжения?

4.Как определяется ток в нейтральном проводе?

50

Методика проведения работы

Исследуемая трёхфазная цепь (рис. 5.3) состоит из трёх групп ламп накаливания, соединяемых «звездой» и подключаемых к трёхфазной системе ЭДС распределительного блока БР по трёхпроводной и четырёхпроводной схемам.

А

Рис. 5.3. Схема принципиальная исследуемой трёхфазной цепи

В процессе эксперимента необходимо измерить электрические величины трёхпроводной и четырёхпроводной трёхфазных цепей при следующих режимах работы:

1)симметричная нагрузка – одинаковое количество включенных ламп в каждой фазе приёмника;

2)несимметричная нагрузка – уменьшенное количество включенных ламп в первой фазе приёмника, во второй и третьей фазах – одинаковое количество включенных ламп;

3)обрыв фазы – все лампы в первой фазе приёмника отключены, во второй и третьей фазах – одинаковое количество включенных ламп;

4)короткое замыкание фазы (выполняется только для трёх-

проводной цепи) – первая фаза приёмника замыкается накоротко, во второй и третьей фазах – одинаковое количество включенных ламп.

Во время эксперимента все напряжения измеряются по очереди одним вольтметром, переключая его пределы измерения. В работе используются следующие измерительные приборы:

вольтметр стрелочный с пределами измерения 150 В и 300 В;

амперметры стрелочные с пределом измерения 1 А.

51

Порядок выполнения работы

Экспериментальная часть

1.Убедиться в отсутствии напряжения на стенде, проверив главный выключатель и защитные автоматы-выключатели.

2.Произвести монтаж исследуемой трёхпроводной цепи согласно схеме на рис. 5.3 (без нейтрального провода). С разрешения преподавателя или инженера включить стенд.

3.Результаты измерений напряжений и токов в каждом опыте фиксируются с учетом цены деления приборов.

4.Смоделировать симметричную нагрузку, включив одинаковое количество ламп (4 – 5) в каждой фазе приёмника. Занести результаты измерений в табл. 5.1.

5.Смоделировать несимметричную нагрузку, выключив 2 – 3 лампы в фазе А, во второй и третьей фазах остается прежнее количество включенных ламп. Занести результаты измерений в табл. 5.1.

6.Смоделировать обрыв фазы А, выключив все лампы в фазе А приёмника, во второй и третьей фазах остается прежнее количество включенных ламп. Занести результаты измерений в табл. 5.1.

7.Смоделировать короткое замыкание фазы А, подключив параллельно фазе А провод, во второй и третьей фазах остается прежнее количество включенных ламп.Занести результатыизмерений втабл.5.1.

8.Выключить стенд. Произвести монтаж четырёхпроводной цепи (с нейтральным проводом) (см. рис. 5.3). С разрешения преподавателя или инженера включить стенд.

9.Повторить опыты, описанные в пп. 4 – 6. Занести результаты измерений в табл. 5.1.

10.Выключить стенд. Результаты измерений показать преподавателю и с его разрешения разобрать цепь.

Расчётно-графическая часть

Для каждой строки табл. 5.1 в масштабе построить векторную диаграмму напряжений и токов (рис. 5.4) – совокупность векторов комплексных значений синусоидальных величин в цепи. Векторная диаграмма выполняется на комплексной плоскости [+1; j] с учётом действующих значений и начальных фаз отображаемых величин. Длина вектора определяется действующим значением величины, а угол его наклона относительно оси +1 – начальной фазой величины.

При выполнении диаграммы начальная фаза напряжения фазы А генератора принимается равной нулю. А при наличии нейтрального провода напряжение фазы приёмника равно напряжению фазы гене-

52

Рис. 5.4. Векторные диаграммы трёхфазной цепи с активным приёмником

54