Файл: Лабораторная работа 9 по дисциплине Теоретические основы электротехники Трехфазная цепь, соединенная звездой Студент.doc

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.11.2023

Просмотров: 29

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Министерство науки и высшего образования РФ



Кафедра ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Лабораторная работа № 9

по дисциплине «Теоретические основы электротехники»
«Трехфазная цепь, соединенная звездой»


Студент:



Группа:



Бригада:



Подпись студента:



Дата выполнения:



Дата защиты:



Оценка:



Преподаватель:



Подпись преподавателя:





Москва 2022

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является экспериментальное исследование режимов работы трехфазной цепи при соединении фаз нагрузки «звездой».

2 СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ


В лабораторной работе исследуют режимы работы трехфазной цепи с четырехпроводной (с нейтральным проводом) и трехпроводной (без нейтрального провода) схемой соединения. Фазные обмотки источника и приемника соединены в «звезду».

Источником симметричного трехфазного напряжения является модуль ТРЕХФАЗНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ (UZ1). Источник создает систему напряжений прямого следования фаз с фазным напряжением Uф=7 В.

Линейные токи измеряют амперметрами РА1; РА2; РА3 из блока МОДУЛЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ 25–250 мА. Вольтметром РV (2–15 В) из блока МОДУЛЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ или ЭЛЕКТРОННЫМ ВОЛЬТМЕТРОМ измеряют фазные напряжения. Для измерений в нейтральном проводе используют мультиметр РР. Активную мощность в трехпроводной схеме трехфазной цепи измеряют ваттметром модуля ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ.

Трехфазную нагрузку собирают из элементов блоков МОДУЛЬ РЕЗИСТОРОВ, МОДУЛЬ РЕАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ и МОДУЛЬ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ.

Замечание. Используемые амперметры РА1
; РА2; РА3 имеют внутреннее сопротивление, которое необходимо учесть при оценке результатов измерений и теоретического расчета.

Перед проведением лабораторной работы сопротивление амперметров необходимо измерить!

3. ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ


3.1. Четырехпроводная трехфазная цепь

Фазное напряжение источника Uф=7 В, нейтральный провод – идеальный. Рассчитать токи, построить векторные диаграммы токов и топографические диаграммы напряжений (в масштабе) для следующих режимов:

а) Симметричный режим.

Сопротивления резистивной нагрузки в фазах RA=RB=RC=150 Ом.

б) Обрыв фазы одного линейного провода в соответствии с табл. 1; сопротивления нагрузок остальных фаз не изменяются.

Таблица 1

Номер бригады
Обрыв фазы
Короткое замыкание фазы

1, 7, 13, 19
А
С

2, 8, 14, 20
С
А

3, 9, 15, 21
А
А

4, 10, 16, 22
С
С

5, 11, 17, 23
С
А

6, 12, 18, 24
А
С


в) Несимметричный режим.

  • Сопротивления резистивной нагрузки в фазах заданы в табл. 2.

  • В одной из фаз – реактивная нагрузка (табл. 3).

Таблица 2

Номер бригады
Нагрузка в фазе А
Нагрузка в фазе В
Нагрузка в фазе С

1, 7, 13, 19
RA=68 Ом
RB=150 Ом
RC=150 Ом

2, 8, 14, 20
RA=150 Ом
RB=68 Ом
RC=150 Ом

3, 9, 15, 21
RA=150 Ом
RB=150 Ом
RC=68 Ом

4, 10, 16, 22
RA=330 Ом
RB=150 Ом
RC=150 Ом

5, 11, 17, 23
RA=150 Ом
RB=330 Ом
RC=150 Ом

6, 12, 18, 24
RA=150 Ом
RB=150 Ом
RC=330 Ом

Таблица 3

Номер бригады
В фазе А
В фазе В
В фазе С

1, 13
L=0,13 Гн
R=68 Ом
R=68 Ом

2, 14
R=68 Ом
L=0,13 Гн
R=68 Ом

3, 15
R=68 Ом
R=68 Ом
L=0,13 Гн

4, 16
C=56 мкФ
R=47 Ом
R=47 Ом

5, 17
R=47 Ом
C=56 мкФ
R=47 Ом

6, 18
R=47 Ом
R=47 Ом
C=56 мкФ

7, 19
L=0,13 Гн
R=47 Ом
R=47 Ом

8, 20
R=47 Ом
L=0,13 Гн
R=47 Ом

9, 21
R=47 Ом
R=47 Ом
L=0,13 Гн

10, 22
C=56 мкФ
R=68 Ом
R=68 Ом

11, 23
R=68 Ом
C=56 мкФ
R=68 Ом

12, 24
R=68 Ом
R=68 Ом
C=56 мкФ

3.2. Трехпроводная трехфазная цепь


Фазное напряжение источника Uф=7 В. Рассчитать токи, напряжение смещения нейтрали, напряжения на фазах приемника UA0’, UB0’, UC0’. Построить векторные диаграммы токов и топографические диаграммы напряжений.

а) Симметричный режим.

Сопротивления резистивной нагрузки в фазах RA=RB=RC=150 Ом.

б) Обрыв фазы одного линейного провода в соответствии с табл. 1; сопротивления нагрузок остальных фаз не изменяются.

в) Короткое замыкание фазы в соответствии с табл. 1; сопротивления нагрузок остальных фаз не изменяются.

г)Несимметричный режим.

  • Сопротивления резистивной нагрузки в фазах заданы в табл. 2.

  • В одной из фаз – реактивная нагрузка (табл. 3).


3.3. Измерение активной мощности трехпроводной трехфазной цепи

Нарисовать схему для измерения активной мощности трехпроводной трехфазной цепи двумя ваттметрами. Для пунктов 3.2 а) и г) рассчитать активную мощность приемника и показания ваттметров. Составить баланс активной мощности.
4. ВОПРОСЫ ДЛЯ ДОПУСКА СТУДЕНТОВ К РАБОТЕ

1. Обозначить на схеме рис. 1П линейные и фазные токи и напряжения. Как измерить эти величины?

2. Рассказать последовательность выполнения измерений в цепи на рис. 1П при различных режимах работы четырехпроводной трехфазной цепи: в симметричном режиме, при обрыве фазы нагрузки, в несимметричных режимах с резистивной и реактивной нагрузкой.

3. Рассказать последовательность выполнения измерений в цепи на рис. 1П при различных режимах работы трехпроводной трехфазной цепи: в симметричном режиме, при обрыве фазы нагрузки, в режиме короткого замыкания, в несимметричных режимах с резистивной и реактивной нагрузкой.

4. Как осуществляется определение порядка чередования фаз в трехпроводной трехфазной цепи?

5. Как измерить активную мощность в трехпроводной трехфазной цепи при помощи двух ваттметров?

6. Как наличие нейтрального провода влияет на режимы работы трехфазной цепи?

5. РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

Исследование трехфазного источника


  • Включить выключатель QF блока модуль питания и тумблеры SA1 модулей ТРЕХФАЗНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ и ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ.

  • Вольтметром РV измерить фазные напряжения UA0, UB0, UC0 (в дальнейшем UA, UB, UC) и линейные напряжения UAB, UBC, UCA модуля ТРЕХФАЗНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ (UZ1). Измеренные значения занести в протокол измерений. Проверить выполнения соотношений для симметричного источника.

  • Использовать прибор ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ для измерения комплексных напряжений (потенциалов) UA, UВ, UС источника. Собрать электрическую цепь по схеме, приведенной на рис. 1. Тумблер SA2 модуля ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ установить в положение U2. Провести измерение комплексных потенциаловUВ и UС, приняв .

  • Собрать электрическую цепь по схеме, показанной на рис. 1П. Установить в блоке МОДУЛЬ РЕЗИСТОРОВ значения резистивных сопротивлений RA=RB=RC=150 Ом. Мультиметр РР в нейтральном проводе включить в режим измерения переменного тока.

  • Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя.



Рис. 1. Схема для измерения комплексных фазных напряжений источника

Четырехпроводная трехфазная цепь


  • Включить выключатель QF блока модуль питания и тумблеры SA1 модулей ТРЕХФАЗНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ и ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ. Тумблер SA2 модуля ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ установить в положение I2.

  • Симметричный режим. Измерить амперметрами РА1, РА2 и РА3 токи фаз. Вольтметром РV измерить фазные напряжения на приемнике UA0’, UB0’, UC0’. 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.

  • Обрыв фазы. Провести опыт с обрывом линейного провода одной из фаз (табл. 1). Выполнить измерения и занести их в табл. 1П. Восстановить цепь.

  • Несимметричный режим при резистивной нагрузке. Установить в блоке МОДУЛЬ РЕЗИСТОРОВ значения сопротивлений резисторов RA, RB, RC в соответствии с данными табл. 2. Выполнить измерения, данные занести в табл. 1П.

  • Несимметричный режим при реактивной нагрузке. Выбрать нагрузку на фазу в соответствии с данными табл. 2 из МОДУЛЯ РЕЗИСТОРОВ (R), МОДУЛЯ РЕАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (C) и МОДУЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО (La). Выполнить измерения, данные занести в табл. 1П.

  • Выключить тумблер SA1 модуля ТРЕХФАЗНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ.



Трехпроводная трехфазная цепь


  • Переключить мультиметр РР в нейтральном проводе на режим измерения переменного напряжения. Установить в блоке МОДУЛЬ РЕЗИСТОРОВ значения резистивных сопротивлений фаз RA=RB=RC=150 Ом.

  • Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя.

  • Включить тумблер SA1 модуля ТРЕХФАЗНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ.

  • Симметричный режим. Выполнить приборами РА1, РА2 и РА3 измерения токов фаз. Вольтметром РV (2–15 В) измерить фазные напряжения на приемнике UA0’, UB0’, UC0’; мультиметром РР – напряжение смещения нейтрали U0’0. Рассчитать сопротивления фаз. Измеренные значения напряжений и токов фаз занести в табл 2П. протокола измерений. Указанный порядок действий применять в остальных режимах трехпроводной цепи.

  • Ваттметром модуля ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЫ определить показания Р1 при включение токовой цепи модуля в линию А, затем Р2 при включении токовой цепи модуля в линию С. Измеренные значения занести в табл. 2П.

Смотрите также файлы