Лабораторная работа № 6 Трехфазная цепь при соединении потребителей звездой

Лабораторная работа № 5

по дисциплине: “Электрические машины”

Тема: «Трехфазная цепь при соединении потребителей звездой»

Выполнил:

Ильченко И.А.

Студент 4 курса

Специальность 130400

Шифр 811106

Проверил:

Колесникова Г.Н.

Губкин 2015

Лабораторная работа № 6 Трехфазная цепь при соединении потребителей звездой

1. Цель работы

Проанализировать режимы работы симметричного и несимметричного потребителей электрической энергии в трехфазной цепи при соединении "звездой" при наличии и отсутствии нейтрального провода. Научиться строить векторные диаграммы напряжений и токов трехфазной цепи.

2. Описание виртуальной лабораторной установки

Лабораторная работа связана с изучением симметричной и несимметричной нагрузок, соединенных звездой, с нейтральным проводом и без него (8 опытов). Схема электрическая принципиальная приведена ниже. Для измерения мощности, напряжения и тока в фазах, используется комплект измерительных приборов PW1, PV1, PA1, который необходимо переключать между фазами вручную. Соответствующий переключатель имеется в приведенной рядом со схемой форме. Та же форма используется для программирования наличия или отсутствия нейтрального провода в схеме. Для подобных опытов автоматически реконфигурируется "Панель измерительных приборов" (отображается либо амперметр PA2, либо вольтметр PV2).

3. Расчетное задание

Произвести расчет напряжений, токов и мощностей трехфазной цепи при соединении потребителей звездой для следующих режимов: а) симметричный режим с нейтральным проводом и без него; б) обрыв фазы при симметричном режиме с нейтральным проводом; в) обрыв фазы при симметричном режиме без нейтрального провода; г) несимметричный режим с неоднородной нагрузкой и нейтральным проводом; д) несимметричный режим с неоднородной нагрузкой без нейтрального провода; е) обрыв фазы несимметричного режима с нейтральным проводом; ж) обрыв фазы несимметричного режима без нейтрального провода. Варианты исходных данных приведены в табл. 1. Сценарий расчетов — ниже. Линейные напряжения сети 220 В.

Режим работы	Вариант 2
Симметричная нагрузка	Rф, [Ом]
Несимметричная неоднородная нагрузка	Ra, [Ом] Сa, [мкФ] Rb, [Ом] Сb, [мкФ] Rc, [Ом] Сc, [мкФ]	250 - 100 10 350 -

3.1. Составить расчетную схему замещения трехфазного потребителя, соединенного звездой, в соответствии с вариантами исходных данных (табл. 1).

3.2. Записать соотношения между линейными и фазными напряжениями; определить напряжения фаз потребителя (Ua , Ub, Uc) в каждом расчетном режиме.

3.3. Рассчитать токи в фазах для указанных выше режимов. При расчете токов в фазах для режимов "г, д, е, ж" предварительно необходимо рассчитать величину сопротивления в фазе с емкостной нагрузкой и сдвиг по фазе между током и напряжением.

3.4. По результатам расчетов построить векторные диаграммы напряжений и токов для всех рассчитанных режимов цепи.

3.5. Записать уравнения для определения тока в нейтральном проводе. Определить его по векторной диаграмме путем векторного суммирования фазных токов.

4. Экспериментальная часть

В соответствии с программой исследований (табл. 2), выполнить восемь серий опытов. Сопротивления фаз нагрузки (Za, Zb, Zc) устанавливать по варианту см. табл. 1. Четырехпроводная цепь будет при наличии нейтрального провода (ключ в схеме замкнут), трехпроводная - при его отсутствии (ключ разомкнут). Неоднородность несимметричной нагрузки обеспечивается добавлением последовательно включаемого конденсатора в одну из фаз нагрузи. Все требуемые настройки программируются в форме, расположенной левее схемы.

Таблица 2
	Четырехпроводная цепь	Трехпроводная цепь
Фаза	U_ф, В	I_ф, А	P_ф, Вт	I_N, А	cos j	U_ф, В	I_ф, А	P_ф, Вт	U_nN, А	cos j
Симметричная нагрузка
a		0,55			0,91		0,55			0,91
b		0,55			0,91		0,55			0,91
c		0,55			0,91		0,55			0,91
Несимметричная неоднородная нагрузка
a		0,52		0,6	0,96		0,25
b		0,38		0,6	0,3		0,48			0,26
c		0,36		0,6	0,96		0,52

Вывод: проанализировали режимы работы симметричного и несимметричного потребителей электрической энергии в трёхфазной цепи при соединении «звездой» при наличии и отсутствии нейтрального провода.

Убедились, что при симметричной нагрузке с нейтральным проводом и без него, напряжение остается постоянным UA=UB=UC=130 В, а при несимметричной нагрузке напряжение в четырехпроходной цепи остаётся неизменным UA=UB=UC=130 В, а в трехпроходной цепи напряжение меняется UA=60 В, UB=160 В, UC=190 В

Нейтральный провод служит для распределения напряжения при несимметричной нагрузке.