Практична робота № 6

3’ЄДНАННЯ ТРИФАЗНИХ СПОЖИВАЧІВ "ЗІРКОЮ"

ЗАВДАННЯ 6а. 3’єднання трифазних споживачів "зіркою" з нульовим дротом

1. Розрахувати струми фаз і в нульовому дроті.

2. Визначити активну потужність трифазного кола.

3. Побудувати векторну діаграму.

Варіанти чисельних значень та схем наведені в табл. 6.1, 6.2 відповідно.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

1. Електричну схему з’єднання трифазних споживачів "зіркою" з нульовим дротом показано на рис.6.1.

Вважать, що миттєва початкова фаза ЕРС фази А дорівнює 0. Тоді миттєві значення ЕРС для всіх фаз:

Рис. 6.1. З’єднання трифазних споживачів "зіркою" з нульовим дротом

Або у комплексній формі для діючих значень:

Якщо вважати генератор ідеалізованим, напруги фаз дорівнюють відповідним фазним ЕРС генератора:

Відсутність опору всіх дротів з’єднання (лінійних і нульового) дає змогу записати наступні співвідношення:

Модулі напруг всіх фаз рівні за величиною і менші за лінійну напругу в раз:

Комплекси повних опорів фаз заходимо, користуючись співвідношенням:

Якщо фаза не містить опір R, X_L або X_C, то він дорівнює нулю.

Фазні струми знаходимо за законом Ома і переводимо у комплексну алгебраїчну форму:

Струм в нульовому дроті, згідно рівняння рівноваги з першого закону Кірхгофа в символічній формі:

2. При несиметричному навантаженні активну потужність знаходимо окремо для кожної фази:

Активну потужність трифазної системи одержимо, як арифметичну суму потужностей всіх фаз:

3. Порядок побудови векторної діаграми:

а) довільно обираємо масштаби струму (m_I) і напруги (m_U), зображуємо вісі комплексної площини ±1; ±j;

б) будуємо вектори фазних напруг , які рівні за величиною і зсунуті за фазою на 120°. Ці вектори виходять з однієї нейтральної точки;

в) з’єднуємо початки векторів і отримаємо вектори лінійних напруг _;

г) з нейтральної точки будуємо вектори фазних струмів ;

д) будуємо вектор струму як геометричну суму векторів фазних струмів.

Векторну діаграму показано на рис. 6.2,б.

а)

Рис.6.2. а) – електрична схема "зірка" з нейтральним проводом,

б) - векторна діаграма для цієї схеми

Запишемо розраховані фазні струми і струм нейтралі в миттєвих значенях:

Табл.6.1

Чисельні дані варіантів

Номер варіанту	Номер схеми	Uл, В	Активні і реактивні опори фаз,Ом
Rа	Rb	Rc	Xa	Xb	Xc
	I			-				-
	II			12,7	-		-
	III		-	-
	IV		-	-	8,66	12,7
	V			-	-	-
	I			-				-
	II		8,66		-		-
	III		-	-
	IV		-	-
	V			-	-	-
	I			-				-
	II				-		-
	III		-	-
	IV		-	-
	V			-	-	-
	I			-				-
	II				-		-
	III		-	-	8,66
	IV		-	-
	V			-	-	-
	I			-				-
	II				-	8,66	-	12,7
	III		-	-
	IV		-	-
	V		12,7	-	-	-		12,7
	I			-				-
	II				-	17.3	-	25.4
	III		-	-
	IV		-	-
	V		25.4	-	-	-		25.4
	I			-				-
	II				-		-	12.7
	III		-	-
	IV		-	-
	V			-	-	-

Таблиця 6.2

Варіанти схем

Номер	С х е м а
I
II
III
IV
V

ЗАВДАННЯ 6б. 3’єднання "зірка" без нульового проводу

1. Визначити напругу зсуву нейтралі.

2. Розрахувати фазні напруги споживача.

3. Побудувати векторну діаграму.

Для завдання використати чисельні дані та схеми з табл. 6.1 і 6.2.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

1. Комплекс напруги зсуву нейтралі:

де - повні комплексні провідності фаз.

Комплекси фазних напруг навантаження:

2. Комплекси фазних струмів:

Перевірити, чи виконується рівняння згідно першого закону Кірхгофа:

3. Для схеми рис. 6.3 показано векторну діаграму (рис.6.4).

Рис. 6.3. 3’єднання опорів "зіркою" без нульового дроту

Порядок побудови векторної діаграми (рис. 6.4):

а) довільно обираємо масштаби струму (m_I) і напруги (m_U), зображуємо вісі комплексної площини ±1; ±j;

б) будуємо три вектори ЕРС генератора E _A, E _B, Е _C,, які рівні за величиною і зсунуті за фазою на кут 120^º. Вектори будують з нейтральної точки генератора N;

в) із точки N відкладаємо вектор U _N і одержуємо точку n;

г) із точки n проводимо вектори в точки а,в,с і одержуємо вектори фазних напруг навантаження U _a, U _b, U _c;

д) із точки n окремо для кожної фази відкладаємо вектори фазних струмів;

е) проводимо графічне складання векторів фазних струмів з метою перевірки правильності розрахунків (I_N = 0).

Записуємо значення фазних струмів і напруг в функції часу аналогічно тому, як це було показано у завданні 6а.

Рис. 6.4. Приклад векторної діаграми для схеми 6.3.