Файл: Metodichka_po_elektrotekhnike_kolledzh (1).doc

Из схемы рис.6.1. видно, что при соединении звездой линейные токи равны соответствующим фазным токам: . Фазный ток зависит от фазного напряжения на зажимах приёмника и его полного сопротивления , что следует из формулы .

Если полные сопротивления , , приёмников одинаковые, т.е.

и сдвиги фаз , , между фазными напряжениями и соответствующими им фазными токами равны между собой, т.е.

, нагрузку называют симметричной. Иначе: при симметричной нагрузке выполняется равенство полных комплексных сопротивлений в фазах приёмника. При симметричной нагрузке фазное напряжение U_a, U_b, U_c одинаковы, фазные токи равны между собой: , сдвиги фаз между напряжениями и токами U_a и , U_b и , U_c и одинаковы и находятся по формуле , где реактивные сопротивления фазы нагрузки; её активное сопротивление.

Векторная диаграмма при симметричной активно-индуктивной нагрузке приведена на рис.4.2. Ток в нейтральном проводе при симметричной нагрузке_N=_a+_b+_c=0. Отсюда следует, что при симметричной нагрузке нейтральный провод не нужен.

Рис.4.2. Векторная диаграмма при соединении приёмника звездой в случае симметричной активно-индуктивной нагрузки.

При симметричной нагрузке активная мощность трехфазного приёмника может быть выражена так:

Если или (т.е. )

либо эти два условия выполняются вместе, то нагрузка будет несимметричной. При несимметричной нагрузке и наличии нейтрального провода фазные напряжения приёмников практически одинаковы:U_aU_bU_c, а в нейтральном проводе возникает ток _N, который можно определить графически (рис.4.3.) исходя из векторного уравнения _N=_a+_b+_c (первый закон Кирхгофа для узла n).

Рис.4.3. Векторная диаграмма при соединении приёмников звездой в случае несимметричной активной нагрузки и при наличии нейтрального провода.

Особенностью электрической цепи при несимметричной нагрузке является то, что она должна иметь обязательно нейтральный провод. При обрыве нейтрального провода ток _N. В этом случае токи I_a, I_b, I_c должны измениться так, что их векторная сумма оказалась равной нулю: _a+_b+_c=0.

При заданных сопротивлениях нагрузки , , токи могут изменяться только за счет изменения фазных напряжений. Следовательно, обрыв нейтрального провода в общем случае приводит к изменению фазных напряжений (рис.4.4.). В результате приёмники оказываются под напряжением, отличающимся от номинального значения фазного напряжения, что недопустимо. Чтобы этого не произошло, необходимо обращать внимание на целостность нейтрального провода, в цепь которого нельзя ставить выключатели и даже защитные устройства, например предохранители.

Рис.4.4. Векторная диаграмма при соединении приёмников звездой при несимметричной нагрузке и отсутствии нейтрального провода.

Для несимметричной нагрузки активная мощность всех фаз определяется по формуле .

Однофазные приёмники можно включать в трехфазную четырёхпроводную сеть как на фазное , так и на линейное напряжение, что позволяет питать от одной сети приёмники, рассчитанные на номинальные напряжения, отличающиеся друг от друга раза (например 220/127 В).

Приборы и оборудование:

Источник питания (четырёхпроводная трёхфазная сеть напряжением 220/127 В), три ламповых (или проволочных) реостата, четыре амперметра электромагнитной системы, вольтметр электромагнитной системы со щупами, трёхполюсный автоматический выключатель, однополюсный выключатель, соединительные провода.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с приборами и оборудованием, предназначенными для выполнения лабораторной работы, записать их технические характеристики.

По схеме рис.4.5. соединять однофазные приёмники звездой, присоединить её нейтральную точку через амперметр и однополюсный выключатель к зажимам нейтрального провода рабочего щитка. Присоединить собранную цепь для проверки преподавателю.

Рис.4.5. Схема для исследования трехфазной электрической цепи при соединении приёмников звездой

2. Включить однополюсный выключатель и трехполюсный выключатель Установить симметричную нагрузку, для чего, изменяя число включенных ламп в каждой фазе, добиться, чтобы показания амперметров были одинаковы. С помощью вольтметра напряжения. Записать показания всех приборов в табл.4.I.

3. Не изменяя числа включенных ламп в фазах, произвести те же измерения, записав показания приборов в табл.4.1. при отключенном нейтральном проводе (выключить ).

4. Изменением числа включенных ламп (выключатели и замкнуты) создать несимметричную нагрузку. Повторить те же измерения и записать в табл.4.1. показания всех приборов. Отключить нейтральный провод и снова произвести те же измерения, записать отсчёт по приборам в ту же таблицу. Обратить внимание на то, как влияет наличие нейтрального провода на степень накала ламп при несимметричной нагрузке фаз.

5. При той же несимметричной нагрузке отключить трёхполюсный автоматический выключатель , отсоединить один из линейных проводов. Замкнуть цепи с нейтральным проводом и без него, записать показания приборов в табл.4.1.