(приложение к "руководству к лабораторной работе №5 по теории электрических и магнитных цепей".– Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1986. (621.3 Р 851)")
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
Исследование режимов работы трехфазных цепей
Часть 1. Исследование трехфазной цепи при соединении нагрузки "звездой"
ПРОГРАММА ПОДГОТОВКИ
1. Повторить раздел курса ТОЭ "Трехфазные цепи".
2. Качественно построить топографические диаграммы напряжений и векторные диаграммы токов для всех исследуемых режимов согласно таблице 1.
3. Подготовить таблицу для снятия экспериментальных данных.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Измерить фазное и линейное напряжения генератора.
2. Построить в масштабе топографическую диаграмму фазных и линейных напряжений генератора.
3. По топографической диаграмме (п. 2) рассчитать фазные напряжения и напряжение смещения нейтрали трехфазной системы без нейтрального провода для трех типов нагрузки: 1) активная симметричная; 2) к. з. в фазе А; 3) х. х. в фазе А.
4. Записать полученные значения напряжений на листе с изображенной топографической диаграммой.
5. Выполнить указания пункта 3.1 Руководства к лабораторной работе № 5 по теории электрических цепей.
ОФОРМЛЕНИЕ И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
1. Режим без нулевого провода
1.1. По экспериментальным данным, дополнительно к п. 3 раздела "Порядок выполнения работы", построить топографическую диаграмму напряжений для случая несимметричной активной нагрузки.
1.2. На топографической диаграмме напряжений провести линию, по которой перемещается нулевая точка n (
) нагрузки при изменении сопротивления фазы А от нуля до ∞.
1.3. Для всех исследуемых режимов построить векторные диаграммы токов, совмещенные с топографическими диаграммами напряжений. Для режима "к. з. в фазе А" определить ток короткого замыкания в фазе А по построенной векторной диаграмме токов в фазах В и С. Сравнить полученный результат с соответствующим экспериментальным значением. Определить погрешность 
. Сделать вывод.
2. Режим с нулевым проводом
2.1. По экспериментальным данным таблицы 1 построить в масштабе векторные диаграммы токов, совмещенные с топографическими диаграммами напряжений, для всех исследуемых режимов.
2.2. По векторной диаграмме токов определить значения тока в нейтральном проводе 
и сравнить их с соответствующими экспериментальными значениями. Сделать вывод.
3. Неоднородная нагрузка
3.1. Сравнить экспериментальные значения токов для двух случаев:
а) неоднородная нагрузка с нейтральным проводом;
б) неоднородная нагрузка без нейтрального провода.
3.2. Рассчитать к. п.д. для режимов с нейтральным проводом и без него.
3.3. Составить уравнение баланса активных и реактивных мощностей для рассматриваемых режимов.
4. Сделать выводы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
1. Записать мгновенные (
, 
, 
) и комплексные (
,
,
) значения симметричной трехфазной системы э. д.с., принимая для фазы А 
. Построить график мгновенных значений и векторную диаграмму трехфазной системы э. д.с.
2. Нарисовать схему трехфазной цепи, показать на схеме токи в фазах нагрузки, ток в нейтральном проводе, линейные и фазные напряжения. Записать формулы, связывающие линейные и фазные напряжения, токи. Записать выражение, связывающее ток в нейтральном проводе с фазными токами.
3. Дать определение симметричному режиму трехфазной цепи. Построить топографическую диаграмму напряжений и векторную диаграмму токов (сопротивления фаз нагрузки активные) для симметричного режима. Записать соотношение между линейными и фазными напряжениями. Показать, что отключение нейтрального провода не приводит к изменению значений токов в симметричном режиме.
4. Построить топографические диаграммы напряжений и векторные диаграммы токов для трехфазной цепи с нейтральным проводом и без нейтрального провода в аварийном режиме при обрыве одной из фаз нагрузки (сопротивления двух других фаз активные и равные). Сравнить значения токов и напряжений в аварийных режимах цепи с нейтральным проводом и без него. Оценить роль нейтрального провода.
5. Построить топографические диаграммы напряжений и векторные диаграммы токов для трехфазной цепи с нейтральным проводом (сопротивление нейтрального провода 
) и без нейтрального провода в аварийном режиме при коротком замыкании одной из фаз нагрузки (сопротивления двух других фаз активные и равные). Сравнить значения токов и напряжений в аварийных режимах цепи с нейтральным проводом и без него. Оценить роль нейтрального провода.
6. Сравнить токи и напряжения цепи с нейтральным проводом и при его обрыве в симметричном и аварийном режимах.
7. Как определяются активная, реактивная и полная мощности трехфазного приемника в симметричном режиме? Как рассчитать активную и полную мощности в аварийных режимах, исследуемых в лабораторной работе? Сравнить активную и полную мощности трехфазного приемника в симметричном и аварийном режимах.
8. Как измеряется мощность в трехфазных цепях?
Указание: В ответах использовать результаты экспериментальных исследований.
Часть 2. Исследование трехфазной цепи при соединении нагрузки
"треугольником"
ПРОГРАММА ПОДГОТОВКИ
1. Качественно построить топографические диаграммы напряжений и векторные диаграммы токов для всех исследуемых режимов согласно таблице 2.
2. Подготовить таблицу для снятия экспериментальных данных.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Выполнить указания пункта 3.2 Руководства к лабораторной работе № 5 по теории электрических цепей.
ОФОРМЛЕНИЕ И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
1. По экспериментальным данным построить в масштабе векторные диаграммы токов и топографические диаграммы напряжений для всех исследуемых режимов.
2. Используя формулы связи фазных и линейных токов, построить диаграммы линейных токов. По диаграммам определить численные значения линейных токов и сравнить их с соответствующими экспериментальными значениями.
3. Сделать выводы по проделанной работе.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
1. Какое соединение трехфазной цепи называется соединением "треугольником"? Нарисовать схему трехфазной цепи при соединении фаз источника и приемника "треугольником", показать на схеме фазные и линейные токи, напряжения. Записать формулы, связывающие линейные и фазные напряжения, токи.
2. Построить топографическую диаграмму напряжений и векторную диаграмму токов (сопротивления фаз нагрузки активные) для симметричного режима. Записать соотношение между линейными и фазными токами в симметричном режиме. Записать формулы для расчета активной, реактивной и полной мощностей в симметричном режиме.
3. Построить топографическую диаграмму напряжений и векторную диаграмму токов в аварийном режиме при обрыве одного из линейных проводов. Пользуясь диаграммами, определить, как изменятся токи и напряжения по сравнению с симметричным режимом.
4. Построить топографическую диаграмму напряжений и векторную диаграмму токов в аварийном режиме при обрыве одной из фаз приемника. Пользуясь диаграммами, определить, как изменятся токи и напряжения по сравнению с симметричным режимом.
5. Привести расчеты мощностей для симметричного и аварийных режимов, рассматриваемых в лабораторной работе. Сравнить мощности в различных режимах и сделать вывод.
6. Построить топографическую диаграмму напряжений и векторную диаграмму токов в несимметричном режиме, исследуемом в лабораторной работе. Привести расчет мощностей в этом режиме.
Указание: В ответах использовать результаты экспериментальных исследований.
