Лабораторная работа № 4 Исследование трехфазных цепей собранных в звезду

Цель работы:

виртуально: исследование различных режимов работы трёхфазных цепей собранных в звезду;

аналитически: обработка результатов математического эксперимента, построение векторных и топографических векторных диаграмм трёхфазных цепей.

1. Основы теории

При изучении теории обратить внимание на следующее.

Трёхфазные системы выполняются связанными в звезду либо треугольник. Принято разделять генераторную часть трёхфазной цепи и приёмную часть трёхфазной цепи. Токи и напряжения на стороне генератора помечают большими индексами, на стороне приёмника – маленькими.

В настоящей работе полагается, что трёхфазная цепь мощная: напряжения источников не зависят от нагрузки, а сопротивления линейных проводов ничтожны. Указанная идеализация цепи позволяет считать источник трёхфазной эдс строго симметричным и исследовать только приёмную часть цепи не задумываясь об обратном влиянии приёмника на источники эдс, что всегда имеет место в реальных электроустановках.

Для соединения звезда – звезда линейные и фазные токи по каждой из фаз являются одинаковыми, а линейные напряжения в раз больше фазных.

Трёхфазные цепи звезда – звезда могут выполняться как с нейтральным проводом, так и без него. В первом случае обеспечивается независимая работа фаз, т.е. ток каждой из фаз определяется только нагрузкой соответствующей фазы и не зависит от нагрузки соседних фаз. Во втором случае ток фазы зависит не только от нагрузки своей фазы, но и от нагрузок в соседних фазах. Указанная зависимость объясняется смещением нейтралей – возникновением напряжения между нейтральным узлом генератора и нейтральным узлом приёмника.

Расчет трёхфазных цепей может выполняться любым из методов расчёта цепей переменного тока: с помощью законов Кирхгофа, методом контурных токов, методом узловых потенциалов. Особенно удобен последний метод для расчёта цепей звезда – звезда без нейтрального провода.

Виртуальные исследования

2. Исследование цепи звезда – звезда с нейтральным проводом

2.1. Включить ЭВМ и запустить предложенную преподавателем программу.

2.2. Исследование режима равномерной нагрузки.

2.2.1. Смоделировать на наборном поле программы электрическую цепь. Внутренние сопротивления источников ( ) и нейтрального провода ( ) выбрать равными Ом (на результаты расчётов указанные сопротивления практически не повлияют, но ликвидируют некоторые неприятные особенности математической модели). Значения синусоидальных эдс в фазах выбрать равными, начальную фазу фазы А – согласно заданию, начальные фазы фаз В и С - согласно определению трёхфазной цепи. Значения сопротивлений нагрузок фаз выбрать равными .

2 .2.2. Запустить программу на выполнение в режиме расчёта динамических (установившихся) процессов в цепях переменного тока при частоте 50 Гц.

2.2.3. Записать или скопировать в протокол узловые потенциалы, значения токов, протекающих по всем элементам цепи и мощностей, вырабатываемых и рассеиваемых на всех элементах цепи. Рекомендуемая форма таблицы прилагается. В связи с большим количеством записей таблиц должно быть несколько или одна с большим количеством столбцов

Пара- метр	Опыт 1………...		Опыт 2………...		Опыт 3………...
	Величина	фаза	Величина	фаза	Величина	фаза

2.3. Исследование режима с обрывом фазы приёмника.

2.3.1. Удалить одно из сопротивлений нагрузки. Значения оставшихся сопротивлений нагрузки принять согласно заданию.

2.3.2. Запустить программу на выполнение в режиме расчёта динамических (установившихся) процессов в цепях переменного тока.

2.3.3. Снять и записать в протокол узловые напряжения, значения токов, протекающих по всем элементам цепи и мощностей, рассеиваемых на всех элементах цепи.

2.4. Исследование режима с несимметричной нагрузкой.

2.4.1. Видоизменить нагрузку таким образом, чтобы в указанных фазах были индуктивность и ёмкость.

2.4.2. Запустить программу на выполнение в режиме расчёта динамических (установившихся) процессов в цепях переменного тока.

2.4.3. Снять и записать в протокол узловые напряжения, значения токов, протекающих по всем элементам цепи и мощностей, рассеиваемых на всех элементах цепи.