Материал: 1572

Вопросы и задания для защиты лабораторной работы

1.Изобразите схему трёхпроводной и четырёхпроводной трёхфазных цепей при соединении фаз приемника «звездой».

2.Покажите на схеме трёхфазной цепи условно-положительные направления фазных и линейных токов и напряжений.

3.Запишите для трёхпроводной и четырёхпроводной трёхфазных цепей уравнения по законам Кирхгофа.

4.Каково назначение нейтрального провода?

5.Необходим ли нейтральный провод при работе трёхфазной цепи в различных режимах?

6.В каком случае и почему ток в нейтральном проводе равен

нулю?

7.Какой режим работы трёхфазной цепи называется симметричным?

8.В каком случае и какое соотношение имеется между действующими значениями линейных и фазных напряжений при соединении фаз приемника «звездой»?

9.Что называется смещением нейтрали и когда оно возникает?

10.Поясните построение векторных диаграмм.

Лабораторная работа №6

ТРЁХФАЗНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ ПРИ СОЕДИНЕНИИ ФАЗ РЕАКТИВНОГО ПРИЕМНИКА «ЗВЕЗДОЙ»

Цель работы: исследование четырёхпроводной трёхфазной электрической цепи при соединении фаз реактивного приёмника по схеме «звезда».

Общие сведения

Основные теоретические сведения о трёхфазной системе ЭДС, а также структуре, математическом описании и связях электрических величин в трёхфазной электрической цепи при соединении фаз приёмника «звездой» приведены в лабораторной работе № 5.

В фазах приёмника с активным характером нагрузки ток и фазное напряжение совпадают по фазе (φ = 0), с активно-индуктивной нагрузкой фазное напряжение опережает по фазе ток (φ > 0), с актив- но-ёмкостной нагрузкой фазное напряжение отстаёт по фазе от тока

55

(φ < 0) (см. рис. 3.3). Эти условия необходимо учитывать при расчёте трёхфазных цепей и построении векторных диаграмм токов и напряжений. Основные теоретические сведения о цепях с различными типами нагрузки изложены в лабораторной работе № 3.

Вопросы для допуска к работе

1.Какими параметрами характеризуются соответственно активный, индуктивный и ёмкостный элементы?

2.Как определяются активные и реактивные сопротивления элементов?

3.Каковы фазовые отношения тока и напряжения на активном, индуктивном и ёмкостном элементах?

4.Как определяется полное сопротивление приёмника?

5.Как определяется коэффициент мощности приёмника?

6.Как определяется полная мощность приёмника?

Методика проведения работы

Исследуемая четырёхпроводная трёхфазная цепь (рис. 6.1) состоит из трёх различных однофазных приёмников, соединяемых «звездой» и подключаемых к трёхфазной системе ЭДС распределительного блока БР.

В фазе А приёмника включены лампы накаливания, имеющие только активное сопротивление RЛ. В фазу B включен конденсатор, имеющий только реактивное ёмкостное сопротивление XC. В фазу С включена катушка индуктивности, представляющая смешанные активное RK и реактивное индуктивное XL сопротивления, которые являются компонентами полного сопротивления катушки ZK.

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 пределами измерения 1 А и 2,5 А;ваттметр стрелочный с пределом измерения 100 Вт.

В процессе эксперимента необходимо определить электрические величины трёхфазной цепи при соединении фаз реактивного приёмника по схеме «звезда» с нейтральным проводом. Частота питающего напряжения электрической сети f = 50 Гц или циклическая частота

ω = 2πf = 314,16 рад/с.

56

А

Рис. 6.1. Схема принципиальная исследуемой трёхфазной цепи с реактивным приёмником

Порядок выполнения работы

Экспериментальная часть

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

2.Произвести монтаж исследуемой четырёхпроводной трёхфазной цепи согласно схеме на рис. 6.1. В фазу B включить конденсатор постоянной ёмкости 20 мкФ. С разрешения преподавателя или инженера включить стенд.

3.Проверить равенство фазных напряжений.

4.Результаты измерений напряжений, токов и мощности фиксируются с учетом цены деления приборов.

5.Провести измерения и занести результаты в табл. 6.1.

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

Таблица 6.1

Результаты измерений величин трёхфазной цепи с реактивным приёмником

Расчётно-графическая часть

1. При наличии нейтрального провода при соединении фаз приёмника «звездой» действующие значения фазных напряжений равны. Проверить справедливость выражения

2. По данным табл. 6.1 вычислить параметры фаз трёхфазного приёмника. Результаты вычислений занести в табл. 6.2.

Для определения параметров ламп накаливания, катушки индуктивности и конденсатора используют результаты измерений тока, напряжения, мощности.

Активное сопротивление ламп накаливания в фазе А вычисляется по закону Ома:

Ёмкостное сопротивление конденсатора в фазе B также вычисляется по закону Ома:

Полное сопротивление ZK, активное сопротивление RK, индуктивное сопротивление XL, индуктивность L и коэффициент мощности катушки индуктивности cosφK вычисляются по формулам:

3. По данным табл. 6.2 определить величины полных сопротивлений фаз приёмника и мощности трёхфазной цепи. Результаты вычислений занести в табл. 6.3.

58

Полные сопротивления фаз приёмника определяются активным сопротивлением ламп накаливания, ёмкостным сопротивлением конденсатора и полным сопротивлением катушки индуктивности:

Углы сдвига фазы между фазными токами и напряжениями:

4. По данным работы в масштабе построить векторную диаграмму напряжений и токов (рис. 6.2). 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 поворота относительно оси +1 – начальной фазой величины.

При выполнении диаграммы начальная фаза напряжения фазы А приёмника принимается равной нулю, т.е. его вектор является базисным и совпадает по направлению с осью действительных значений +1.

59