СОЕДИНЕНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ ТРЕУГОЛЬНИКОМ

РАБОТА. II

Соединение трехфазной цепи треугольником

I. Цель работы

Целью работы является исследование трехфазной цепи при соединении приемников энергии треугольником при питании их от симметричной трехфазной системы напряжений.

II. Методические указания

При подготовке к выполнению работы необходимо: к

1. Проработать описание данной работы и по рекомендованной литературе изучить симметричный и несимметричный режимы работы трехфазной цепи при соединении треугольником.

г-'*

2. Вычертить схему для проведения эксперимента и^; подготовить таблицы для записи данных электроизмерительных приборов и резуль­татов эксперимента.

При соединении трехфазного приемника треугольником (фиг. II .I.) необходимо конец первой фазы соединить с началом второй, конец второй фазы - с началом третьей и конец третьей - с началом первой, а к точкам соединения фаз присоединить линейные провода.

Напряжения U_AB, U_BC иU_CA называются линейными напряжения­ми. По величине они равны, а по фазе сдвинуты относительно друг друга на угол, 120°, U_AB+U_BC+U_CA=0 .

При соединении треугольником линейные и фазные напряжения равны между собой U_Л = U_Ф

Токи I_AB, I_BC, I_CA называются фазными токами. За положительное их направление принимают направление движения по стрелке часов.

Токи I_A, I_B, I_C называются линейными токами. За положитель­ное их направление принимают направление от источника к потребителям.

Трехфазный приемник называется симметричным, если равны комплексы полных сопротивлений всех его фаз, т. е.

Z_AB= Z_BC= Z_CA

Между линейными и фазными токами существуют зависимости вытекающие из первого закона Кирхгофа :

i_А= i_АБ - i_СА; i_В=i_ВС - i_АВ; i_С= i_СА - i_ВС

При симметричном режиме

I_л=·I_Ф.

Векторная диаграмма напряжений и токов при симметричной ¹

системе приложенных напряжений генератора с прямым порядком чередования фаз А, В, С и симметричной активной нагрузке изобра­жена на фиг II. 2.

Секторные диаграммы для отдельных режимов удобно строить следующим образом:

• выбирается масштаб напряжений и токов;

• откладывается вектор ВС, равный линейному напряжению U_BC ( например, горизонтально) и из точек В и С засечками тем же вектором ВС определяется положение точки А, соединяя ее прямыми с точками В и С - получили треугольник линейных напряжений U_AB, U_BC, U_CA;

• от точек А,В и С откладываются вектора фазных токов, совпадающие по направлению с векторами соответствующих напряжений.

• Строятся вектора линейных токов, как разность соответству­ющих фазных токов. Из конца вектора i_АВ откладывается вектор(- i_СА) параллельно вектору i_СА, затем соединяя прямой точку В с Началом

вектора i_СА получим вектор линейного тока i_А. Векторы i_В и i_С строятся аналогично.

Изменение сопротивления в одной из фаз трехфазного приемника не вызывает изменения режима работы в двух других фазах, но приводит к изменению линейных токов .

Обрыв одной из фаз (первой) симметрической цепи при активной нагрузке (фиг. II. 3.) иллюстрируется век торной диаграммой фиг. II. 4. Линейный ток i_А=- i_СА отстает от линейного напряжения U_AB на угол 60^0,,а линейный ток i_С= ·i_СА отстает по фазе от соответствующего напряжения U_CA на угол 30⁰.

Обрыв одного из линейных проводов, например второго, симметрической цепи при активной нагрузке приводит к образованию схемы параллельного соединения двух ветвей, включенных на линейное напряжение (фиг. II. 5.).

Фазное напряжение Ů_CA по-прежнему берут равно линейному напряжению, а фазные напряжения Ů_AB и Ů_CB в сумму будут равны линейному напряжению U_л (фиг. II. 6.)

U_AB=U_BC=

Фазные токи i_АВ и i_ВС уменьшаются и будут равны между собой

i_АВ= i_ВС=

Фазные токи i_АВ и i_ВС уменьшаются и будут равны между собой

i_АВ=i_ВС===0,865I_ф

Таким образом, при обрыве второго линейного провода лампы в первой и второй фазах будут гореть темнее, а в третьей фазе – также как до обычного.

Литература

1. Л.Р. Нейман и К.С. Демерчан. Теоретические основы электротехники. Т.І. Энергия. 1966. §7№1 ,7 – 2.

2. Г. В. Зевеке, П.А. Ионкин, А. В. Нетушин, С.В. Страхов. Основы теории цепей. ГЭИ. 1963. §13 – 2, 13 – 4, 13 – 7.

3. Л. А. Бессонов. Теоретические основы электротехники. В. Ш. М. 1964. §131–134, 138.

III. Описание лабораторной установки.

Для исследования трехфазной цепи при соединении треугольником собирается цепь, схема которой изображена на фиг. 11.7.

Приемником в исследуемых цепях служит трехфазный ламповый реостат, состоящий из трех групп ламп, по одной группе на фазу. В каждой группе предусмотрены выключатели для ступенчатой регу­лировки нагрузки. На схеме каждая фаза лампового реостата условно обозначена тремя лампами.

Исследуемая цепь подключается автоматом "Выкл" к сети трех- фазного переменного тока напряжением 127/220 В с частотой 60 Гц.

Обрыв линейного провода осуществляется однополюсным рубиль­ником Р.

Измерение напряжений производится переносным вольтметром, к зажимам которого присоединяются два проводника.

Для измерения линейного напряжения, например, необходимо концами проводов, присоединенных к вольтметру коснуться точек "а" и "в"

Аналогично измеряются два других линейных напряжения. Измерение мощности в цепи осуществляется трехфазным двух- элементным ферродинамическим ваттметром типа Д571

IV. Задание и порядок выполнение работы

1. Собрать электрическую цепь, схема которой изображена на фиг. 11.7.

2. Установить симметрическую нагрузку во всех фазах приемника (например, в каждой фазе включить по пять ламп одинаковой мощности). При этом показания амперметров, измеряющих фазные токи, должны быть одинаковыми, показания приборов, измеряющих линейные токи, также должны быть одинаковыми.

Включить автомат "Выкл.", произвести измерения величин указанных в таблице 1 и записать их.

Таблица 1.

Режим	Измерено
	UАВ	UВС	UСА	IА	IВ	IС	IАВ	IВС	IСА	P
	B	B	B	A	A	A	A	A	A	Вm
Симметрическая нагрузка
Несимметрическая нагрузка
Обрыв фазы
Обрив линейного провода

3. Установить не симметрическую нагрузку фаз, например, в первой фазе оставить включенной пять ламп, во второй – три и в третьей – одну. Включить автомат "Выкл." произвести измерение величин, указанных в таблице 1 и записать их.

Убедится в том, что изменение нагрузки в одной из фаз трехфазного приемника не вызывает изменения режима работы в двух других фазах.

4. Установить первоначальную симметрическую нагрузку в соответствии с пунктом 2, выключить питание. Отключить провод в одной из фаз, включить автомат "Выкл." , произвести измерения и результаты записать в таблицу 1.

5. Подсоединить оборванный фазный провод, а один из линейных проводов отключить / величины сопротивлений фаз не изменять /.Включить автомат "Выкл.", произвести измерения и результаты записать в таблицу 1. \

Обратить внимание на яркость горения ламп.

6. По данным таблицы 1 построить векторные диаграммы напряжений и токов для симметрического и несимметрического режимов, обрыва фазы и линейного провода.

7. Вычислить мощность, потребляемую трехфазной цепью, и сравнить ее с данными измерений.

Контрольные вопросы к работе II

1. Какова цель работы ?

2. Какое соединение трехфазной цепи называется треугольником ? Изобразите схему этого соединения.

3. Какая нагрузка трехфазного приемника называется симметрической ?

4. Какое напряжение называется фазным и линейным ? Каково соотношение между этими напряжениями в трехфазной цепи, соединенном треугольником ?

5. Какой ток называется фазным и линейным ? Каково соотношение между этими токами в трехфазной цепи, соединенном треугольником ?

6. Как изменятся фазные и линейные токи при изменении сопротивления в одной из фаз трехфазного приемника, соединенного треугольником ?

7. Три лампочки реостата одинаковой мощности соединены треугольником и подключены к симметрической системе линейных напряжения. Чему будут равны напряжения на зажимах первой и второй фазы, если перегорит предохранитель во втором линейном проводе ?

8. Расскажите порядок построения векторных диаграмм.

9. Постройте векторную диаграмму напряжения и токов несимметрического режима при активной нагрузке фаз.

10. Постройте векторную диаграмму напряжения и токов для случая обрыва одной из фаз.

11. Постройте векторную диаграмму напряжения и токов для случая обрыва одного из линейных проводов.

12. Три ламповых реостата одинаковой мощности соединены треугольником и подключены симметрично системе линейных напряжений. Чему будут равны фазные токи первой и второй фаз, если перегорит предохранитель во втором линейном проводе ?

13. В каком случае можно пользоваться соотношением ? Вывести эту формулу.

14. Что понимают под независимостью работы фаз приемника ? В каком случае возможна независимая работа фаз ?

15. Объясните построение векторных диаграмм, проведенных в отчете по работе.