Лабораторная работа №4

Трёхфазная цепь при соединении потребителей треугольником

Цель работы: исследовать различные режимы работы трёхфазной цепи при соединении потребителей треугольником.

Оборудование:

1. Стенд «Треугольник».

2. Амперметр переменного тока 1-2А.

3. Амперметры переменного тока 2.5-5А – 3 шт.

4. Вольтметр переменного тока 300 В.

5. Ваттметры Д566 – 2 шт.

Контрольные вопросы

1. Какая нагрузка в трехфазных цепях называется симметричной и несимметричной?

2. Остается ли постоянным напряжение при изменении сопротивления фаз? Почему?

3. При каком соединении потребителей в схемах трехфазного тока, и при какой нагрузке выполняется соотношение

и почему?

3. Как найти линейные токи по известным фазным токам в случае несимметричной

нагрузки фаз?

4. Изменяется ли напряжение и токи в фазах и линиях при отключении одной из фаз?

5. Как изменяются напряжения и токи в фазах при отключении линейного провода?

6. Какой схеме соединения потребителей соответствует векторная диаграмма?

ЗАДАНИЕ

Рассмотреть работу схемы (рис. 1) в следующих случаях:

1. Симметричная активная нагрузка фаз;

2. Несимметрична активная нагрузка фаз;

3. Отключен один линейный провод.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

При соединении потребителей энергии треугольником (рис. 2) условные концы предыдущих фаз соединяются с началами последующих фаз. К узловым точкам подводится электрическая энергия генератора.

Рис.1. Схема соединения потребителей (реостатов) треугольником

Положительные направления фазных токов потребителей ( , , ) совпадают с положительными направлениями фазных напряжений, которые при соединении потребителей в треугольник, равны линейным напряжениям:

Л

(1)

Полное сопротивление отдельных фаз можно определить по показаниям вольтметра и амперметра на основании закона Ома. Так, для фазы АВ:

(2)

Рис.2. Принципиальная схема соединения потребителей треугольником.

Активное сопротивление в фазах можно измерить либо омметром, либо определить по одному из двух выражений:

		(3)
или
где
		(4)

Предварительно с помощью ваттметра нужно измерить мощность фазы. Индуктивное или ёмкостное сопротивление определяется выражением:

Аналогично вычисляются сопротивления других фаз.

Когда в фазы включена только активная нагрузка (например, как в настоящей работе), сопротивление фаз определяется проще:

; ;

(5)

Угол сдвига фаз между фазными токами и напряжением зависит от характера нагрузки.

Так, для фазы А

(6)

Аналогично определяются углы и в других фазах.

В настоящей работе, когда во всех случаях в фазы включаются только активные сопротивления, углы сдвига фаз между и равны нулю.

При любой нагрузке соотношение между фазными и линейными токами определяется по первому закону Кирхгофа.

Так, для узла А (рис.2) можно написать:

откуда

Аналогично для других фаз. При любой нагрузке соотношение между фазными и линейными токами определяется по первому закону Кирхгофа:

; ; ; (7)

Если известны фазные токи, то линейные токи могут быть найдены с помощью векторных диаграмм (рис. 3 - 6).

Активная мощность потребителей, соединенных треугольником, равна сумме активных мощностей всех трёх фаз:

(8)

и может быть измерена тремя однофазными ваттметрами, либо по схеме измерения мощности трёхфазного тока двумя ваттметрами.