Дослідження трифазних кіл, з\

Дослідження трифазних кіл, з'єднаних трикутником




Скачати 155.59 Kb.
НазваДослідження трифазних кіл, з'єднаних трикутником
Дата21.06.2012
Розмір155.59 Kb.
ТипДокументи

2. Лабораторна робота

Дослідження трифазних кіл, з'єднаних трикутником


2.1. Мета роботи:

  • оволодіти методикою розрахунку трифазних кіл змінного струму при з'єднанні приймача трикутником при симетричному й несиметричному навантаженні фаз без урахування та з урахуванням спаду напруги в лінії;

  • експериментально дослідити розподіл струмів у трифазній системі при симетричному й несиметричному навантаженні фаз без урахування спаду напруг в лінії;

  • експериментально дослідити розподіл струмів у трифазній системі при несиметричному навантаженні фаз з урахуванням спаду напруг в лінії;

  • порівняти експериментальні дані з розрахунковими і проаналізувати їх за допомогою векторних діаграм струмів і топографічних діаграм напруг.

2.2. Обладнання і прилади:

  • універсальний навчально-дослідницький лабораторний стенд УДЛС-1 (блок змінної трифазної напруги);

  • елементи набірного поля стенду;

  • амперметр Щ4300, Щ4313;

  • мультиметр.

2.3. Підготовчий етап лабораторної роботи включає вивчення теоретичного матеріалу [1–с. 184-204, 2-с. 169-188] і виконання розрахункової частини.

Результатом підготовчого етапу є:

  • набуття навичок з проведення розрахунку трифазних кіл змінного струму при з'єднанні приймача трикутником за симетричного і несиметричного навантаження без урахування та з урахуванням спаду напруги в лінії;

  • вміння проводити розрахунок аварійних режимів роботи трифазних кіл (обрив лінійного, фазного проводу);

  • вміння будувати векторні діаграми струмів і топографічні діаграми напруг за різних режимів роботи трифазної системи при з'єднанні приймача трикутником.

2.4. Загальні відомості

При з'єднанні в трикутник фазні обмотки генератора, трансформатора або навантаження з'єднані один з одним послідовно таким чином, що "початок" однієї фази генератора (або навантаження) з'єднується з "кінцем" іншої фази (рис.2.1), а кожна фаза навантаження вмикається між лінійними проводами, внаслідок чого вона знаходиться під лінійною напругою. Лінійна напруга одночасно є і фазною напругою, тобто: . (2.1)




Рис.2.1- Схема з'єднання "трикутник-трикутник"




Рис.2.2.- Схема з'єднання "зірка-трикутник"

У роботі досліджується схема "зірка-трикутник", коли обмотки генератора з’єднані зіркою, а навантаження - трикутником (рис.2.2).

За позитивний напрямок лінійних струмів () приймається напрямок від джерела до навантаження. Позитивний напрямок фазних струмів вибирають від точки "а" до "в" (струм), від точки "в" до "с" (струм), від точки "с" до "а" (струм).

Комплекси фазних струмів визначають за виразами:

,

(2.2)

де - лінійні напруги (1.3);

- комплекси фазних провідностей:

.

(2.3)

Лінійні струми визначають за першим законом Кірхгофа для вузлів а, в, с:

.

(2.4)

При симетричному режимі фазні струми в усіх фазах однакові й зсунуті відносно своїх фазних напруг на однаковий кут, що визначається співвідношенням: , (2.5)

де Xф, Rф – відповідно реактивний та активний опори навантаження.

Лінійні струми при симетричному режимі за модулем будуть рівними між собою, в разів більшими, ніж фазні струми, а за фазою будуть відставати на кут 30 при прямому чергуванні фаз, тобто

.

(2.6)

Таким чином, при симетричному навантаженні фаз розрахунок трифазного кола можна звести до розрахунку однієї фази.

При несиметричному навантаженні лінійні струми можуть бути більшими чи меншими, ніж фазні струми. На рис.2.3 показана топографічна діаграма напруг і векторна діаграма струмів при з'єднанні трикутником несиметричного навантаження: у фазі "ав" - активне навантаження, ав=0, струм співпадає по фазі з напругою ; у фазі "вс" - активно-індуктивне навантаження, вс>0, струм відстає від напруги на кут вс; у фазі "са" - активно-ємнісне навантаження, са<0, струм випереджає напругу на кут са.

Як видно з діаграми несиметричне навантаження фаз викликає значну асиметрію лінійних струмів, які можуть бути визначені графічно за відомими фазними струмами з діаграми або аналітично за формулами (2.4).

Якщо не враховувати втрати напруги в підвідних проводах, то зміна навантаження у фазах не впливає на величину фазних напруг.

^ Аварійні режими роботи трифазного кола "зірка-трикутник"

При обриві одного з лінійних проводів, наприклад, у фазі "А", режим роботи схеми змінюється. Опір фази "вс" буде, як і раніше, знаходитись під нормальною лінійною напругою , струм у цій фазі не зміниться. Опори фаз "ав" і "са" виявляться послідовно з'єднаними й підімкненими до напруги . Якщо , то напруга розподіляється між ними порівну і кожен з опорів опиниться під напругою .

Якщо , то напруга розподілиться прямо пропорційно величинам цих опорів, при цьому у фазах "ав" і "са" протікатиме один і той же струм:

.

(2.7)




Рис.2.3 - Векторна діаграма струмів і топографічна діаграма напруг при
з'єднанні несиметричного навантаження трикутником

Лінійні струми визначаються так:

.

(2.8)

При обриві одного з фазних проводів, наприклад, у фазі "вс", фазний струм , струми та залишаються без змін. Тому лінійний струм зберігає своє значення, а лінійні струми та змінюються: . Таким чином, зміна навантаження в одній з фаз зумовлює одночасну зміну двох лінійних струмів і не впливає на величину фазних напруг, струмів двох інших фаз третього лінійного струму.

^ Розрахунок трифазного кола при з'єднанні навантаження трикутником (коло
"зірка-трикутник") з урахуванням опору проводів, що підводять


Розглянемо загальний випадок такого кола, коли опори в лініях не дорівнюють один одному і навантаження фаз несиметричне (рис.2.4).

Розрахунок такої схеми слід виконувати шляхом заміни трикутника опорів еквівалентною зіркою. Опори променів зірки:



(2.9)

Якщо навантаження фаз симетричне, тобто , то опір променів еквівалентної зірки:




Рис.2.4 - Схема „зірка-трикутник” за наявності опору в лінійних проводах




.

(2.10)

У результаті перетворення одержуємо еквівалентну схему, зображену на рис.2.5, лінійні струми якої розраховують як для схеми "зірка-зірка" при несиметричному навантаженні за відсутності нульового проводу, а саме:

  • визначають повні опори () та провідності () кожної фази (опори з'єднувальних проводів ввімкнені послідовно з опорами відповідних променів зірки):



    (2.11)

    ;

  • визначають напругу зміщення нейтралі :

    ;

    (2.12)

  • лінійні струми:

.

(2.13)

Фазні струми в навантаженнях вихідної схеми (рис.2.4) знаходять за законом Ома:

,

(2.14)

де - лінійні напруги на навантаженні:




Рис.2.5 - Перетворена схема з'єднання навантаження в еквівалентну зірку






(2.15)

2.5. Порядок виконання роботи

Роботу виконують відповідно до вихідних даних, що наведені у табл. 9, за номером стенду. Доцільно спочатку перед проведенням експерименту виконати необхідні розрахунки, які потім перевіряють у процесі проведення експериментальної частини лабораторної роботи. Схеми треба складати таким чином, щоб мати змогу провести виміри струмів і напруг (де це потрібно).

2.5.1. Дослідження трифазного кола "зірка-трикутник" при симетричному навантаженні ()

Зібрати схему (рис.2.2). Фазні навантаження - активні опори , що вибираються відповідно до свого варіанта з табл.9. Розрахувати лінійні напруги, фазні струми у навантаженні, лінійні струми, побудувати топографічну діаграму напруг та векторну діаграму струмів. Зібрати схему відповідно до свого варіанта. Провести виміри. Результати розрахунків та експериментів занести до табл.10 (пункт 1).

2.5.2. Дослідження трифазного кола "зірка-трикутник" при аварійних режимах

2.5.2.1. У схемі, що складена для пункту 2.5.1 (рис.2.2.), вимкнути лінійний провід у фазі А. Розрахувати лінійні напруги, фазні струми у навантаженні, лінійні струми, побудувати топографічну діаграму напруг і векторну діаграму струмів. Провести виміри. Результати розрахунків та експериментів занести до табл.10 (пункт 2).

Таблиця 9 - Вихідні дані

Номер варіанту

EA, В

RФ, №

Rл, №

1

15

07

01

2

16

08

02

3

18

09

01

4

19

10

03

5

11

07

02

6

17

10

03

7

17

08

02

8

14

07

01

9

18

09

02

10

20

10

03

11

14

08

02

12

17

09

02

13

13

07

01

14

20

09

01


2.5.2.2. У схемі, що складена для пункту 2.5.1 (рис.2.2.), вимкнути навантаження у фазі "вс". Розрахувати лінійні напруги, фазні струми у навантаженні, лінійні струми, побудувати топографічну діаграму напруг і векторну діаграму струмів. Провести виміри. Результати розрахунків та експериментів занести до табл.10 (пункт 3).

2.5.3. Замінити активне навантаження у фазі "вс" ємнісним опором , що рівняється . Тобто , а величина ємності

мкФ.

(2.16)

Розрахувати фазні струми й лінійні струми, побудувати топографічну діаграму напруг і векторну діаграму струмів. Розраховану ємність "внести" до схеми (рис.2.2) у фазу "вс" з блоку змінної ємності. Провести виміри. Результати розрахунків та експериментів занести до табл.10 (пункт 4).

2.5.4. Дослідження трифазного кола "зірка-трикутник" при несиметричному навантаженні та з активними опорами в лінійних проводах

Зібрати схему (рис.2.4). Фазні навантаження - активні опори , навантаження - ємнісний опір відповідно 2.5.3, навантаження в лінійних проводах - активні опори відповідно до табл.9. Розрахувати лінійні напруги Uав, Uвс, Uса на навантаженнях, фазні й лінійні струми, побудувати топографічну діаграму напруг і векторну діаграму струмів. Провести виміри. Результати розрахунків та експериментів занести до табл.10 (пункт 5).

Таблиця 10 - Результати розрахунків та експериментів



Вид
схеми

Визначено


Iав

(мА)


Iвс

(мА)


Iса

(мА)


IА

(мА)


IВ

(мА)


IС

(мА)

Uав


UАВ

(В)

Uвс


UВС

(В)

Uса


UСА

(В)

1

Симетричне

навантаження

розрахунком




























експериментом




























2

Обрив лінійного

проводу (А)

розрахунком




























експериментом




























3

Обрив фазного

проводу (”вс”)

розрахунком




























експериментом




























4

Несиметричне

навантаження (”вс”)

розрахунком




























експериментом




























5

Несим. навантаж.,

актив. опори в лініях

розрахунком




























експериментом




























2.6. Контрольні запитання

1. Як поєднати приймачі однофазного струму трикутником?

2. Назвіть основні переваги й недоліки поєднання трикутником.

3. Які існують співвідношення між лінійними й фазними струмами та напругами при з'єднанні трикутником?

4. назвіть порядок розрахунку симетричних і несиметричних кіл при з'єднанні трикутником з урахуванням і без урахування опорів ліній.

5. Як відобразиться перегоряння одного з лінійних запобіжників на розжарювання трьох однакових груп ламп, з'єднаних трикутником?

6. Як проводять баланс потужностей у трифазних колах?




Схожі:

Дослідження трифазних кіл, з\Дослідження трифазних кіл, з'єднаних трикутником
Підготовчий етап лабораторної роботи включає вивчення теоретичного матеріалу [1–с. 184-204, 2-с. 169-188] І виконання розрахункової...
Дослідження трифазних кіл, з\Дослідження трифазних кіл, з'єднаних зіркою
Підготовчий етап лабораторної роботи включає вивчення теоретичного матеріалу [1–с. 184-204, 2-с. 169-188] І виконання розрахункової...
Дослідження трифазних кіл, з\Дослідження трифазних кіл, з'єднаних зіркою
Підготовчий етап лабораторної роботи включає вивчення теоретичного матеріалу [1–с. 184-204, 2-с. 169-188] І виконання розрахункової...
Дослідження трифазних кіл, з\Задача Вимір активної потужності в трифазних колах Для виміру активної потужності трифазного кола із симетричним активно-індуктивним навантаженням, з'єднаним зіркою чи трикутником,
При рішенні п. 1а необхідно написати вираз миттєвого І середнього обертаючих моментів, а потім кута повороту рухомої частини амперметра...
Дослідження трифазних кіл, з\Методичні вказівки до виконання розрахунково-графічної роботи з дисципліни тое на тему: "Трифазні кола" для студентів спеціальності 090603
Мета розрахунково-графічной роботи- засвоїти методику розрахунку трифазних електричних кіл
Дослідження трифазних кіл, з\Назва модуля: Теорія електромагнітних кіл Код модуля
Блажкевич Б.І. Основи теорії лінійних електричних кіл. Київ. "Наука думка" 1964. 425 с
Дослідження трифазних кіл, з\Програма предмет : Теорія електричних та електронних кіл
Метою дисципліни є формування у студентів елементів світогляду щодо функціонування електричних та електронних кіл
Дослідження трифазних кіл, з\Питання до екзамену з дисципліни «пускорегулюючі апарати»
Методи розрахунку кіл з розрядними лампами: метод гармонічного аналізу, метод еквівалентних синусоїд, метод "припасовування", машинні...
Дослідження трифазних кіл, з\Організації Об'єднаних Націй

Дослідження трифазних кіл, з\Методична розробка
Статистичне дослідження повинно починатись з чіткого визначення мети, складання програми дослідження, планування роботи І проводитись...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи