Лабораторная работа №5
Исследование трехфазной цепи переменного тока при соединении электроприемников по схеме «треугольник»
Цель работы
1. Ознакомиться с режимом работы трехфазного приемника, соединенного по схеме «треугольник».
2. Определить соотношение между линейными и фазными параметрами цепи при различных режимах работы трехфазного приемника.
3. Изучить некоторые аварийные режимы в трехфазной цепи переменного тока при соединении приемника по схеме «треугольник».
2. Определить соотношение между линейными и фазными параметрами цепи при различных режимах работы трехфазного приемника.
3. Изучить некоторые аварийные режимы в трехфазной цепи переменного тока при соединении приемника по схеме «треугольник».
Содержание работы
1. Исследовать работу трехфазной цепи при симметричной нагрузке, соединенной по схеме «треугольник».
2. Исследовать работу трехфазной цепи при несимметричной нагрузке.
3. Исследовать работу трехфазной цепи, соединенной по схеме «треугольник» при обрыве одной из фаз
4. Исследовать работу трехфазной цепи, соединенной по схеме «треугольник» при обрыве линейного провода.
2. Исследовать работу трехфазной цепи при несимметричной нагрузке.
3. Исследовать работу трехфазной цепи, соединенной по схеме «треугольник» при обрыве одной из фаз
4. Исследовать работу трехфазной цепи, соединенной по схеме «треугольник» при обрыве линейного провода.
Порядок выполнения работы
1. Собрать в виртуальной лаборатории Circuit Simulator, с помощью изученных методов, схему трехфазной электрической цепи переменного тока согласно рисунку 22. В результате должна получиться схема, похожая на ту, которая приведена на рисунке 23. Ваша схема может отличаться от нее, т.к. важны электрические соединения, а не внешний вид схемы.
На рисунке 23 для удобства настройки режима работы схемы добавлены три ползунка, которые изменяют сопротивления фазных резисторов RAВ, RBС и RCА. Пределы изменения сопротивлений резисторов рекомендуется установить от 200 Ом до 2,5 кОм, но Вы можете подобрать их удобными для своего варианта.
2. Установить параметры источников переменного напряжения и элементов схемы согласно Вашего варианта. Для начала установите одинаковые сопротивления всех резисторов, которые будут равны сопротивлению R, заданному для Вашего варианта.
На рисунке 23 для удобства настройки режима работы схемы добавлены три ползунка, которые изменяют сопротивления фазных резисторов RAВ, RBС и RCА. Пределы изменения сопротивлений резисторов рекомендуется установить от 200 Ом до 2,5 кОм, но Вы можете подобрать их удобными для своего варианта.
2. Установить параметры источников переменного напряжения и элементов схемы согласно Вашего варианта. Для начала установите одинаковые сопротивления всех резисторов, которые будут равны сопротивлению R, заданному для Вашего варианта.
Рисунок 22
Рисунок 23
Обратите внимание на то, что нужно задать действующее значение напряжения источника, а в программе задается амплитудное. Для получения амплитудное значения напряжения нужно действующее напряжение (оно дано в таблице 2) разделить на корень квадратный из двух. Например, если дано напряжение источника U = 220 В, то амплитудное значение составит Umax = 220 / 0,707 = 311 В и именно это значение нужно ставить в настройки источника. Если параметры заданы верно, то фазные вольтметры в режиме "звезда с нейтралью" покажут значения близкое к действующему. В нашем примере - близкое к 220 В.
Фазы напряжений источников нужно установить для фазы А - 0 °, для фазы В - 120 °, для фазы С - 240 °.
Частоту переменного напряжения источников для всех вариантов нужно установить равную 50 Гц.
3. Настроить вольтметры на измерение среднеквадратичного напряжения, а амперметры - на измерение среднеквадратичного тока.
4. "Запустить" схему, нажав кнопку "START/stop", если она не была нажата. В "нажатом" состоянии (при запущенной симуляции схемы) эта кнопка окрашена в серый цвет, а в "отпущенном" состоянии (при остановленной симуляции схемы) - в красный.
5. Зарисовать в отчет таблицу 9.
Фазы напряжений источников нужно установить для фазы А - 0 °, для фазы В - 120 °, для фазы С - 240 °.
Частоту переменного напряжения источников для всех вариантов нужно установить равную 50 Гц.
3. Настроить вольтметры на измерение среднеквадратичного напряжения, а амперметры - на измерение среднеквадратичного тока.
4. "Запустить" схему, нажав кнопку "START/stop", если она не была нажата. В "нажатом" состоянии (при запущенной симуляции схемы) эта кнопка окрашена в серый цвет, а в "отпущенном" состоянии (при остановленной симуляции схемы) - в красный.
5. Зарисовать в отчет таблицу 9.
Таблица 9
6. Настроим схему на режим симметричной нагрузки. Для этого нужно замкнуть выключатели S1, S2 и выставить одинаковые сопротивления RAВ = RBС = RCА = R.
7. Измерить напряжения и токи в этом режиме и записать их значения в строку с наименованием режима "Симметричный" таблицы 9. Обратите внимание, что напряжение нужно записывать в вольтах, а ток в амперах. Показания приборов могут быть представлены с учетом кратных и дольных приставок единиц основной величины. Не забывайте переводить их!
8. Настроим схему на режим несимметричной нагрузки. Чтобы перейти к этому режиму нужно настроить сопротивления резисторов следующим образом: RAB = R/2; RВC = R; RСA = 1,5·R. Положение выключателей остается прежним.
9. Измерить напряжения и токи в этом режиме и записать их значения в строку с наименованием режима "Несимметричный" таблицы 9.
10. Настроим схему на режим обрыва фазы. Чтобы перейти к этому режиму нужно замкнуть выключатель S1 и разомкнуть S2. Сопротивления резисторов выставить одинаковыми: RAВ = RBС = RCА = R.
11. Измерить напряжения и токи в этом режиме и записать их значения в строку с наименованием режима "Обрыв фазы" таблицы 9.
12. Настроим схему на режим обрыва линейного провода. Чтобы перейти к этому режиму нужно разомкнуть выключатель S1 и замкнуть S2. Сопротивления резисторов выставить одинаковыми: RAВ = RBС = RCА = R.
13. Измерить напряжения и токи в этом режиме и записать их значения в строку с наименованием режима "Обрыв линейного провода" таблицы 9.
14. Для всех опытов проверить выполнение равенства (26), для чего вычислить соотношение IA/IAB и записать его в таблицу 9. Сделать вывод с том, в каких режимах работы трехфазной цепи выполняется равенство (26), а в каких нет.
7. Измерить напряжения и токи в этом режиме и записать их значения в строку с наименованием режима "Симметричный" таблицы 9. Обратите внимание, что напряжение нужно записывать в вольтах, а ток в амперах. Показания приборов могут быть представлены с учетом кратных и дольных приставок единиц основной величины. Не забывайте переводить их!
8. Настроим схему на режим несимметричной нагрузки. Чтобы перейти к этому режиму нужно настроить сопротивления резисторов следующим образом: RAB = R/2; RВC = R; RСA = 1,5·R. Положение выключателей остается прежним.
9. Измерить напряжения и токи в этом режиме и записать их значения в строку с наименованием режима "Несимметричный" таблицы 9.
10. Настроим схему на режим обрыва фазы. Чтобы перейти к этому режиму нужно замкнуть выключатель S1 и разомкнуть S2. Сопротивления резисторов выставить одинаковыми: RAВ = RBС = RCА = R.
11. Измерить напряжения и токи в этом режиме и записать их значения в строку с наименованием режима "Обрыв фазы" таблицы 9.
12. Настроим схему на режим обрыва линейного провода. Чтобы перейти к этому режиму нужно разомкнуть выключатель S1 и замкнуть S2. Сопротивления резисторов выставить одинаковыми: RAВ = RBС = RCА = R.
13. Измерить напряжения и токи в этом режиме и записать их значения в строку с наименованием режима "Обрыв линейного провода" таблицы 9.
14. Для всех опытов проверить выполнение равенства (26), для чего вычислить соотношение IA/IAB и записать его в таблицу 9. Сделать вывод с том, в каких режимах работы трехфазной цепи выполняется равенство (26), а в каких нет.
15. Для всех опытов на миллиметровой бумаге построить векторные диаграммы токов и напряжений.
16. Сделать заключения об аварийности режимов работы трехфазной цепи.
Примечание. Методики построения векторных диаграмм для лабораторных работ приведены здесь: https://vk.com/album-10828412_94791582.
16. Сделать заключения об аварийности режимов работы трехфазной цепи.
Примечание. Методики построения векторных диаграмм для лабораторных работ приведены здесь: https://vk.com/album-10828412_94791582.
Контрольные вопросы
1. Назовите отличительные признаки симметричной трехфазной системы ЭДС.
2. Как на практике получают трехфазную систему ЭДС?
3. Как получить трехфазную систему соединения в «треугольник» обмоток источника и фаз приемника?
4. Какие напряжения и токи в трехфазной системе называют линейными, а какие фазными?
2. Как на практике получают трехфазную систему ЭДС?
3. Как получить трехфазную систему соединения в «треугольник» обмоток источника и фаз приемника?
4. Какие напряжения и токи в трехфазной системе называют линейными, а какие фазными?
Отчет
Для отчета по лабораторной работе №4 нужно пройти тест https://testserver.pro/hh/p/9989. Тест нужно пройти с количеством попыток не более трех. Если это число попыток превышено, то отчет будет проходить в формате собеседования.
