Исследование несимметричной трехфазной цепи с неоднородной нагрузкой при соединении ее треугольником

9.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Исследование трехфазной цепи с неоднородной нагрузкой, соединенной по способу треугольника, получение навыка построения и анализа векторных диаграмм.

9.2. ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

Для выполнения лабораторной работы используются следующие приборы и оборудование:

катушки индуктивности – 3 шт.;

вольтметр – 1 шт.;

амперметры с пределом измерения до 1 А – 3 шт.;

амперметры с пределом измерения до 2 А – 3 шт.;

ваттметры однофазные многопредельные – 2 шт.;

батарея конденсаторов – 1шт.

9.3. ВРЕМЯ, ОТВОДИМОЕ НА РАБОТУ

На выполнение данной работы отводится два академических часа.

9.4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Если к трехфазной цепи подключить три потребителя Z _ав=Z_авe^jjав; Z _вс =Z_всe^jjвс; Z _са =Z_саe^jjса, у которых j _ав ¹ j_вс ¹ j_са, то такая нагрузка называется неоднородной. Неоднородная нагрузка получается в тех случаях, когда параллельно или последовательно одной из фаз однородной нагрузки подключается потребитель с другим коэффициентом мощности.

Рассмотрим электрическую цепь (рис.9.1). Пусть Z =Ze^jj, j > 0, С= = var. Пусть система линейных напряжений U _АВ, U _ВС, U _СА симметрична.

При С = 0 система симметрична.

При С > 0 I = I ^’_AB + I _к, где I _к – ток конденсатора.

; .

Рис.9.1

Таким образом, нагрузка цепи стала неоднородной. Построим векторную диаграмму токов и напряжений при Х_С = Z (рис.9.2) при прямом (а) и обратном (б) порядке чередования фаз, используя уравнения: I _A = I _AB – I _CA; I _B = I _BC – I _AB; I _C = I _CA – I _BC.

а) б)

Рис.9.2

Из векторной диаграммы (рис. 9.2а) следует, что при увеличении емкостного тока I _к линейный ток I _А сначала уменьшается, а затем снова возрастает. При некотором сочетании параметров катушки и емкости С может оказаться, что I _А = 0, то есть линейные токи при неоднородной нагрузке могут резко отличаться по значению, даже если фазные токи почти одинаковы.

При обратном чередовании фаз уменьшается другой линейный ток (I _В). Следовательно, такую схему можно использовать для определения порядка чередования фаз.

Активная мощность, поступающая из сети, может отличаться по фазам, но в любом случае она равна сумме мощностей, потребляемых в активных сопротивлениях фаз:

Р = Р_АВ + Р_ВС + Р_СА.

Выразим эту мощность через комплексы соответствующих напряжений и токов

Отсюда следует, что активная мощность трехфазной системы при любой нагрузке (симметричной или несимметричной, однородной или неоднородной) может быть измерена двумя однофазными ваттметрами, если их включить в соответствии с полученной формулой (рис.9.3)

P = P_W1 +P_{W2 .}

Nbsp; Рис.9.3

Для симметричной цепи активную мощность можно вычислить по известной формуле

.

По показаниям тех же двух ваттметров можно также определить реактивную мощность, но только для симметричной цепи, что следует из векторной диаграммы (рис.9.4).

Действительно,

поэтому .

Дата добавления: 2015-07-08