Содержание и порядок выполнения работы
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Южно-Уральский государственный университет
Кафедра «Системы электроснабжения»
621.3(07)
Н535
В.Н. Непопалов, В.И. Сафонов, Ю.И. Хохлов
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
Учебное пособие к лабораторным работам
Часть II
Челябинск
Издательство ЮУрГУ
2008
УДК 621.3.01(075.8)
Н535
Одобрено
учебно-методической комиссией
энергетического факультета
Рецензенты:
А.С. Знаев, А.С. Карандаев
| Н535 | Непопалов, В.Н. Исследование электрических цепей: учебное пособие к лабораторным работам / В.Н. Непопалов, В.И. Сафонов, Ю.И. Хохлов. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2008. – Ч. 2. – 60 с. Учебное пособие предназначено для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Теоретические основы электротехники» студентами энергетических и приборостроительных специальностей. Учебное пособие состоит из трех частей и содержит методические указания для выполнения лабораторных работ на стенде ТЕЦ-НР. Вторая часть пособия содержит лабораторные работы по темам «Трехфазные цепи», «Цепи несинусоидального тока», «Переходные процессы», «Четырехполюсники». УДК 621.3.01(075.8) |
© Издательство ЮУрГУ, 2008
Лабораторная работа № 9
Трехфазная цепь, соединенная звездой
|
|
|
Целью работы является экспериментальное исследование режимов работы трехфазной цепи при соединении нагрузки звездой.
Общие сведения
Трехфазной цепью называется совокупность трех электрических цепей (фаз), в которых действует система трех синусоидальные э. д. с. одной и той же частоты, сдвинутых по фазе на определенный угол и создаваемых общим источником электрической энергии.
Фазы трехфазной цепи обозначаются буквами А, В, С. Если три э. д. с. 
, 
и 
равны по амплитуде и сдвинуты по фазе одна относительно другой на угол 
, то такую систему называют симметричной трехфазной системой. Э. д. с. 
, 
и 
образуют симметричную трехфазную систему прямой последовательности.
Фазы трехфазной цепи всегда соединены (связаны). Основными видами связи являются соединения звездой и треугольником.
На рис. 9.1 показан способ соединения фаз трехфазного источника звездой. Напряжения 
, 
, 
называются фазными, напряжения 
, 
, 
– линейными. В симметричном источнике 
, 
, причем 
.
На рис. 9.1 нагрузка также соединена звездой. Напряжения 
, 
, 
называются фазными, напряжения 
, 
, 
– линейными. При соединении в звезду токи 
, 
, 
являются и фазными и линейными одновременно.
|
|
|
Рис. 9.1
| 
Рис. 9.2
|
На рис. 9.2 показана топографическая диаграмма напряжений и векторная диаграмма токов для случая симметричной трехфазной цепи 
. В симметричном режиме токи 
, напряжение 
. Ток в нейтральном проводе 
, напряжение 
.
При несимметричной нагрузке 
напряжение 
зависит от характера нагрузки и наличия нулевого провода. На рис. 9.3 в качестве примера представлены диаграммы трехфазной цепи с 4-проводной схемой соединения ( 
), а рис. 9.4 – с 3-проводной схемой соединения ( 
). Нагрузка фаз резистивная.
Рис. 9.3
| 
Рис. 9.4
|
Для измерения активной мощности в трехпроводной схеме трехфазной цепи применяется метод двух ваттметров. Один из вариантов включения ваттметров представлен на рис. 9.5. Активная мощность трехфазной цепи равна алгебраической сумме показаний ваттметров
 .
| 
Рис. 9.5
|
Содержание и порядок выполнения работы
В лабораторной работе исследуют режимы работы трехфазной цепи с 4-проводной (звезда с нейтральным проводом) и 3-проводной (звезда без нейтрального провода) схемой соединения.
Источником симметричного трехфазного напряжения является модуль ТРЕХФАЗНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ (UZ1). Источник создает систему напряжений прямого следования фаз с фазным напряжением 
7 В.
|
|
|
Линейные токи измеряют амперметрами РА1; РА2; РА3из блока МОДУЛЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ 30–100 мА (внутренние сопротивление амперметра RА=16 Ом).Вольтметром РV (2–15 В) из блока МОДУЛЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙизмеряют фазные напряжения. Для измерений в нейтральном проводе используют мультиметр РР. Активную мощность в 3-проводной схеме трехфазной цепи измеряют ваттметром модуля ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ.
Трехфазную нагрузку собирают из элементов блоков МОДУЛЬ РЕЗИСТОРОВ и МОДУЛЬ РЕАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.
· Собрать электрическую цепь по схеме, показанной на рис. 1П. Установить в блоке МОДУЛЬ РЕЗИСТОРОВсопротивления 
150 Ом. Мультиметр РРв нейтрале включить в режим измерения переменного тока.
· Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя.
Проводная трехфазная цепь
· Включить выключатель QF блока модуль питания и тумблеры SA1модулей ТРЕХФАЗНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ и ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ. ТумблерSA2 модуля ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ установить в положение I2.
· Вольтметром РV (2–15 В) из блока МОДУЛЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙизмерить фазные напряжения 
, 
, 
и линейные напряжения 
, 
, 
модуля ТРЕХФАЗНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ (UZ1). Измеренные значения занести в протокол измерений. Проверить выполнения соотношений для симметричного источника.
|
|
|
· Симметричный режим. Измерить амперметрами РА1, РА2 и РА3токи фаз. Вольтметром РV измерить фазные напряжения 
, 
, 
. Рассчитать сопротивления фаз. Ток в нейтральном проводе измерить мультиметром РР.Измеренные значения напряжений, токов и величины сопротивлений фаз занести в табл. 1П протокола измерений. Указанный порядок действий применить в остальных опытах.
· Несимметричный режим. Установить в блоке МОДУЛЬ РЕЗИСТОРОВсопротивление 
68 Ом, 
100 Ом. Выполнить измерения, данные занести в табл. 1П. Восстановить симметричный режим.
· Обрыв фазы А. Разорвать фазу А в точке Х2 на амперметре РА1. Выполнить измерения и занести данные в табл. 1П. Восстановить цепь фазы А.
· Включение нагрузки С® n; N ® с.При сопротивлениях 150 Ом подключить фазу с нагрузки к нулевой точке 
источника, а нулевой провод к фазе С источника. Выполнить измерения, данные занести в табл. 1П. Восстановить симметричный режим.
· Выключить тумблер SA1модуля ТРЕХФАЗНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ.
Проводная трехфазная цепь
· Переключить мультиметр РР в нейтральном проводе на режим измерения переменного напряжения. Установить в блоке МОДУЛЬ РЕЗИСТОРОВсопротивленияфаз 
150 Ом.
· Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя.
· Включить тумблер SA1модуля ТРЕХФАЗНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ.
· Симметричный режим. Выполнить приборами РА1, РА2 и РА3измерения токов фаз. Вольтметром РV (2–15 В) измерить фазные напряжения , , ; мультиметром РР – напряжение 
. Рассчитать сопротивления фаз. Измеренные значения и сопротивлений фаз занести в табл. 2П. Указанный порядок действий применять в остальных режимах 3-проводной цепи.
· Ваттметром модуля ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫопределить показания Р1 при включение токовой цепи модуля в линию А, затем Р2 при включение токовой цепи модуля в линию С. Измеренные значения занести в табл. 2П. Указанный порядок измерения мощностей применить в несимметричном режиме.
· Несимметричный режим. Установить в блоке МОДУЛЬ РЕЗИСТОРОВсопротивление 68 Ом, 100 Ом. Выполнить измерения токов, напряжений и мощностей. Измеренные значения занести в табл. 2П. Восстановить симметричный режим цепи.
· Обрыв фазы А. Разорвать фазу А в точке Х2 на амперметре РА1. Выполнить измерения токов и напряжений. Измеренные значения занести в табл. 2П.
· Короткое замыкание фазы. Закоротить ту фазу, где включена токовая цепь модуля ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ(соединить проводом точки I2 и n). Для измерения тока короткого замыкания использовать амперметр модуля. Измерения остальных токови напряжений выполнить согласно данным выше рекомендациям. Измеренные значения занести в табл. 2П.
· Выключить тумблер SA1модуля питания. Восстановить симметричный режим работы цепи.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 353; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!