ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА.

В работе проводятся прямые, однократные измерения, точность которых оценивается классом точности измерительного пробора (U_Ф, U_Л, U_Nn, I_Ф, I_Л, I_N). Результат измерения выражаем двумя числами, например: I=4.00 ± 0,05 A, где 4.00 А – значение измеряемой величины, 0,05 А – абсолютная погрешность измерения. Оценку точности минимальных значений U_Nn, I_Nn провести по формуле относительной погрешности:

d = ± K(X_N/x) ;

где К – класс точности прибора ;

Х_N – нормирующие значения измеряемой величины (верхний предел шкалы прибора);

x – значение измеряемой величины.

Результаты измерений запишите в табл. 8.2.

Таблица 8.2.

Измеренные значения в единицах	U_Nn	I_Nn

d, %

Вычерчивание электрических схем производится в соответствии с ГОСТом.

Построение векторных и топографических диаграмм производится в масштабе.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ.

1. Какова цель работы и каков порядок ее выполнения ?

2. Изобразить схему опыта с включением всех приборов. Указать назначение всех приборов.

3. Написать формулы связи линейных токов и напряжений с их фазными значениями при симметричной нагрузке при соединении в “звезду”. Как определяются величины cos φ_a, cos φ_b, cos φ_c, P_Ф, P_A, P_B, P_C, P, Q, S?

4. Рассказать о порядке построения векторной диаграммы напряжений и токов для активной нагрузки.

5. Каково назначение нулевого провода? В каких случаях по нулевому проводу протекает ток и как он определяется?

6. Изобразить схему соединения нагрузки “звездой” и включить приборы для измерения фазных и линейных токов, тока в нейтральном проводе.

7. Почему в нулевой провод никогда не ставят предохранитель?

8. Изобразите векторную диаграмму напряжений и токов при увеличении нагрузки одной из фаз четырехпроводной цепи.

9. Изобразите векторную диаграмму напряжений и токов при увеличении нагрузки в двух фазах четырехпроводной цепи.

10. Изобразите векторную диаграмму напряжений и токов при обрыве одного из линейных проводов в четырехпроводной цепи.

Литература

1. Касаткин А.С. Электротехника: учебник для вузов / А.С. Касаткин,М.В. Немцов. М.: Издательский центр «Академия, 2005. 542 с.

ISBN 5-06-005276-1.

Время отведенное на лабораторную работу.

Подготовка к работе	1 академ. час
Выполнение работы	1 академ. час
Обработка результатов эксперимента и оформление отчета	1 академ. час
Отчет по лабораторной работе	1 академ. час

Лабораторная работа 9

ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ.

СОЕДИНЕНИЕ НАГРУЗКИ ТРЕУГОЛЬНИКОМ

Цель работы: изучить цепь трехфазного тока при соединении приемника треугольником в симметричном и несимметричном режимах.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ.

Соединением фаз в треугольник называется такое соединение, при котором начало одной фазы соединяют с концом второй фазы, начало второй фазы соединяют с концом третьей фазы, начало третьей фазы соединяют с концом первой фазы. К общим точкам соединения начал и концов присоединяют линейные провода. Два способа графического представления соединения по схеме треугольник показаны на рис. 9.1а и 9.1б.

a б

Рис. 9.1 11

Рассмотрим схему соединения фаз генератора в звезду и фаз приемника электрической энергии в треугольник, Рис. 9.2.

Рис. 9.2

Из схемы видно, что если сопротивления линейных проводов равны 0, то фазные напряжения приемника будут равны соответствующим линейным напряжениям генератора, то есть U_Ф=U_Л. Фазное напряжение при треугольнике в 1.73 раза больше, чем фазное напряжение при звезде.

Принятым условным положительным направлениям линейных напряжений (рис.9.1) соответствуют условные положительные направления токов; токи в фазах равны:

I_ab=U_ab/Z_ab ; I_bc=U_bc/Z_bc ; I_ac=U_ac/Z_ac (1)

Для узлов a, b, c (рис.1) линейные токи по первому закону Кирхгофа равны :

I_A=I_ab-I_ca;

I_B=I_bc-I_ab ; (2)

I_C=I_ca-I_{bc ;}

Для симметричной нагрузки Z_ab=Z_bc=Z_ca фазные токи I_ab=I_bc=I_ac имеют одинаковый угол φ к фазным напряжениям.

На рис.9.3 приведены векторные диаграммы напряжений и токов при симметричной нагрузке, соединении треугольником (нагрузка фаз активно – индуктивная).

U_ab

I_A φ

I_ca I_abI_B

I_bc

U_ca Ic U_bc

12 Рис.9.3

Из диаграммы следует, что при симметричной нагрузке соотношение между фазными и линейными токами равно :

I_Л=Ö3*I_Ф.

Расчет токов ведут для одной фазы:

I_Ф=U_Ф/Z_Фи I_Л=Ö3*I_Ф

В случае несимметричной нагрузки, например увеличение нагрузки в фазе ab (Z_ab<Z_bc=Z_ca ), ток в фазе ab возрастает, в двух других фазах bc и ca будет прежним, то есть I_ab>I_bc=I_ca. На рис.9.4 приведена векторная диаграмма этого случая.

При увеличении сопротивления фазы “bc” до бесконечности, что соответствует обрыву этой фазы, ток в ней I_bc=0 и уравнения (2) запишутся в виде:

I_A=I_ab-I_ca;

I_B=-I_ab; (3)

I_C=I_ca ;

Векторная диаграмма этого случая дана на рис.9.5

В случае обрыва одного из линейных проводов (например, провода А) цепь становится однофазной с двумя параллельными ветвями, находящимися под напряжением U_bc.

Так как Z_ab=Z_bc=Z_ca, то I_ca=I_ab=0,5I_bc ; I_b=I_bc+I_ab ; I_c= - I_b.