лабораторные работы / Исследование трехфазных цепей / готовый отчет
Саратовский государственный технический университет Балаковский институт техники технологии и управления
«Исследование трехфазных цепей»
Выполнили: студенты группы УИТ-22 Проверил:
Цель работы: исследование трехфазных цепей при соединении приемников электрической энергии звездой и треугольником, основные уравнения в трехфазных цепях, анализ режимов аналитическим методом и с помощью топографических диаграмм.
Технические характеристики приборов и оборудования: Лабораторная установка, предназначенная для исследования схем при соединении приемников звездой и треугольником, содержит следующие элементы:
Три фазы приемников электрической энергии, расположенных на центральной панели стенда, обозначены буквами А-Х, В-У, С-2. Каждая фаза состоит из пяти ламп, соединенных параллельно, последовательно включенного конденсатора. Включение ламп в каждой фазе осуществляется тумблерами. Каждый из конденсаторов в фазах можно отключить, зашунтировать его с помощью крайних правых тумблеров Кд, К5, К6.
Спаренные клеммы, расположенные на центральной панели и панели приборов, которые могут быть замкнуты накоротко расположенными рядом тумблерами. Спаренные клеммы на центральной панели предназначены для измерения фазных токов; спаренные клеммы на панели приборов предназначены для измерения линейных токов и тока в нейтральном проводе.
Источник трехфазного напряжения, который может отключиться пакетным включателем Р
Для измерения напряжений и токов используются:
Вольтметр — электромагнитная система; КТП 0,5; пределы 75-600 В; №
Амперметр — электромагнитная система; КТП 0,5; пределы 0-1-2 А; №
Исследование трехфазной цепи при соединении приемников по схеме «звезда».
Схема экспериментальной установки
Строим векторные диаграммы токов и напряжений для каждого случая. Напряжения 1/АВ, Vвс и 11СЛ являются линейными напряжениями источника, тогда:
Задание № 2. Исследование трехфазной четырех проводной цепи при соединении проводников по схеме «звезда».
Строим векторные диаграммы токов и напряжений для каждого случая.
Вывод: Сравнение векторных диаграмм показывает, что наличие нейтрального провода не позволяет смещаться точке п при несимметричной нагрузке. Напряжение смещения нейтрали 11 пЫ искажает
симметрию фазных напряжений приемника, что чрезвычайно плохо, так как на отдельных фазах напряжение может значительно превышать допустимые пределы.
Исследование трехфазной цепи при соединении приемников по схеме «треугольник».
Схема экспериментальной установки
> Симметричный режим: В схеме соединения приемников «треугольником» линейное напряжение является фазным, поэтому IIл = IIАВ = IIвс = IIСА
Источник
Исследование трехфазных электрических цепей при соединении потребителей «звездой»
Цель работы: Исследование трехпроводной и четырехпроводной трехфазной электрической цепи при соединении симметричных и несимметричных потребителей звездой. Экспериментальное изучение основных соотношений между фазными и линейными значениями токов и напряжений в симметричных и несимметричных режимах.
Электрическая цепь, в ветвях которой действуют три синусоидальные ЭДС, имеющие одинаковые амплитуды и частоту, но сдвинутые по фазе относительно друг друга на 
, называется трехфазной.
Источником электрической энергии в трехфазных цепях являются синхронные генераторы. Простейший синхронный генератор имеет на статоре три одинаковые обмотки, сдвинутые в пространстве на 
относительно друг друга. Начала обмоток обозначают буквами А, В, С – концы обмоток – Х,Y,Z. Если концы всех обмоток генератора соединить в один узел, который называют нейтральной точкойN, то получим схему соединения обмоток генератора звездой (рисунок 1).
Напряжения 
между началами и концами фаз генератора называются фазными —
а напряжения 
между начали фаз генератора – линейными 
. Для симметричного трехфазного генератора
. Векторные диаграммы фазных и линейных напряжений и их комплексные действующие значения приведены на рисунке 2 (а, в ).
Фазные и линейные напряжения связаны между собой уравнениями:
Топографическая векторная диаграмма показана на рисунке 3:
Из диаграммы следует, что между действующими значениями линейных и фазных напряжений справедливо соотношение:
или
Таким образом, соединение обмоток генератора звездой дает возможность получать два разных напряжения: фазное и линейное.
Передача электрической энергии от источника к потребителю в трехфазной трехпроводной системе осуществляется с помощью линейных проводов (Аа, Вв, Сс). В четырехпроводной трехфазной системе имеется четвертый – нейтральный провод (Nn), соединяющий общие точки фаз источникаNи потребителяn(рисунок 4). Токи
,
,
в соответствующих линейных проводах называются линейными, а токи, протекающие по фазам (
,
,
) – фазными. Ток
в нейтральном проводе называют нейтральным.
Трехфазные приемники могут соединяться по схеме «звезда» или «треугольник».
Соединение фаз источника и приемников звездой.
Линейные токи направлены от генератора к потребителю. В нейтральном проводе – от приемника к генератору. Из схемы видно, что линейные токи равны фазным токам. Токи на фазах определяют по закону Ома:
Ток нейтрального провода равен сумме токов трех фазных токов. По первому закону Кирхгофа имеем
В случае симметричной нагрузки комплексы сопротивлений всех фаз равны между собой:
Фазные токи образуют симметричную систему, вследствие чего ток в нейтральном проводе равен нулю:
Следовательно, можно отказаться от нейтрального провода. В этом случае система становится трехпроводной (т. е. генератор соединяется с потребителем с помощью трех линейных проводов).
В случае несимметричной нагрузки, когда сопротивления фаз неодинаковы, появляется ток в нейтральном проводе. Векторные диаграммы напряжений и токов для симметричной (а) и несимметричной (в) нагрузок показаны на рисунке 5.
Источник