3. Описание лабораторного стенда

Лабораторный стенд состоит из моноблока размерами 910 х 330 х 200 мм. На передней панели расположены четыре цифровых амперметра, один цифровой вольтметр, галетный переключатель измерительных цепей цифрового вольтметра, переменная индуктивность имитирующая ДГР, три кнопки SBC и SBT имитирующих короткозамыкатели, автоматы защиты имитирующие автоматические выключатели, световое табло и три светодиода. В состав стенда также входит блок активной нагрузки, активное сопротивление нейтрали, трехфазный трансформатор, блок питания цифрового вольтметра, измерительный трансформатор напряжения, три измерительных трансформатора тока, блок емкостей и три контактора цепей управления. Стенд питается от трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В через разделительный понижающий трансформатор 380/100 В мощностью 400 ВА. Для подключения стенда к сети он снабжен силовым штепсельным разъемом в комплекте с кабелем.

Внешний вид лабораторного стенда представлен на рис. 8. На задней стенке стенда расположен сетевой ввод для подключения стенда к трехфазной сети напряжением 380 В, нулевому проводу и присоединения корпуса стенда на «землю».

Передняя панель стенда установлена на приборной стойке, установленной на лабораторном столе. Приборы и различные элементы стенда, закрепленные на передней панели, соединены с элементами стенда на монтажной панели, расположенной внутри корпуса стенда. Для производства регламентного обслуживание передней и монтажной панелей необходимо снять верхнюю и заднюю стенки моноблока.

Функционально передняя панель содержит набор электротехнических элементов, позволяющими с закрепленными на ней прибора-

Рисунок 8 – Внешний вид лабораторного стенда

ми и элементами схемы производить сборку принципиальных электрических схем лабораторной работы, осуществлять необходимые измерения и переключения при выполнении работы.

На передней панели расположены органы управления стендом,

индикаторы, измерительные приборы для контроля основных параметров, разъемы для подключения к приборному блоку внешних устройств и изображения электрических элементов лабораторных схем.

10

22

Назначение элементов, расположенных на передней панели приборного блока, а также исходное (перед включением стенда) положение органов управления приведено в табл. 1.

Таблица 1

Наименование элемента	Обозначение на рис. 3.1	Исходное положение	Назначение
1	2	3	4
Элементы защиты
Автомат защиты QF1	QF1	Нижнее	Подключение стенда к сети. Защита стенда от превышения потребляемого из сети тока допустимого значения.
Автомат защиты QF2	QF2	Нижнее	Подключение регулируемой индуктивности к нейтрали трансформатора. Защита индуктивности от превышения допустимого тока в нейтрали.
Автомат защиты QF3	QF3	Нижнее	Подключение активного сопротивления R1 к нейтрали трансформатора. Защита активного сопротивления R1 нейтрали от превышения допустимого тока в нейтрали.
Автомат защиты Q1	Q1	Нижнее	Подключение разделительного трансформатора к шинам подстанции. Защита обмоток трансформатора от превышения допустимого тока нагрузки.
Автомат защиты Q2	Q2	Нижнее	Подключение воздушной линии ВЛ1 к шинам подстанции. Защита ВЛ1 от превышения допустимого тока нагрузки.

Продолжение таблицы 1

Автомат защиты Q3	Q3		Нижнее		Подключение кабельной линии КЛ1 к шинам подстанции. Защита КЛ1 от превышения допустимого тока нагрузки.
Автомат защиты Q4	Q4		Нижнее		Подключение кабельной линии КЛ2 к шинам подстанции. Защита КЛ2 от превышения допустимого тока нагрузки.
Индикаторы
Лампа индикаторная	«Питание стенда»		Не горит		Индикация наличия на стенде сетевого напряжения.
Световое табло	HLA		Не горит		Индикация «Земля» на шинах подстанции
Светодиоды	HV1 - HV3		Не горит		Индикация «Земля» на линии на ВЛ1, КЛ1, КЛ2 соответственно
Измерительные приборы
Цифровой вольтметр		pV1		-	Измерение фазных, линейных напряжений и напряжения на нейтрали.
Цифровой амперметр		pA1 – pA3		-	Измерение фазных токов во вторичной обмотке трансформатора
Цифровой амперметр		pA4		-	Измерение токов к.з. в месте короткого замыкания
Переключатели и выключатели
Переменная индуктивность		ДГР, L1		0,88 – 36,18 Гн	Плавное регулирование индуктивности ДГР
Кнопки «Пуск»		SBC1 – SBC3		отключено	Подключение короткозамыкателей QS1 – QS3 фаз линий КЛ2, КЛ3 и ВЛ1 соответственно
Кнопки «Стоп»		SBT1 – SBT3		отключено	Отключение короткозамыкателей QS1 – QS3 фаз линий КЛ2, КЛ1 и ВЛ1 соответственно

Окончание таблицы 1

Галетный переключатель		SA1		произвольно		Подключение измерительных цепей цифрового вольтметра pV1 для измерения фазных, линейных и нейтрали напряжений.
Гнезда
Гнезда «Смещение нейтрали»	XS1 – XS2		-		Подключение внешнего вольтметра для измерения напряжения на нейтрали
Гнезда «Настройка нейтрали»	XS3 – XS4		-		Подключение внешнего амперметра для измерения тока в нейтрали
Гнезда	XS5 – XS6		-		Подключение внешнего вольтметра для измерения напряжения 3U0 на вторичной обмотке, соединенный по схеме «разомкнутый треугольник», трансформатора TV1.

Принципиальная электрическая схема стенда приведена на рис. 9. Модель питается от сети 380 В через разделительный трансформатор Т1 и подключается к сети с помощью автомата защиты QF1. Сигнальная лампа HLR при ее включении свидетельствует о подаче на стенд напряжения. Автоматы защиты QF2 и QF3 осуществляют подключение ДГР и резистора R1 к нейтрали трансформатора соответственно. Автомат защиты Q1 осуществляет подключение трансформатора Т1 на шины подстанции, а автоматы защиты Q2 – Q4 осуществляют подключение ВЛ1, КЛ1 и КЛ2 на шины подстанции и модификацию модели.

Однофазное короткое замыкание моделируется с помощью кнопок SBC и SBT в соответствующих фазах сети. Схема управления блокирует ситуацию одновременного включения кнопок SBC. Световое табло HLA своим включением информирует о наличии короткого замыкания в сети (на шинах подстанции). Светодиоды HV1-HV3 при включении информируют о наличии к.з. в соответствующей линии. Ток короткого замыкания в линии контролируется с помощью цифрового вольтметра pA4 с пределом измерения 0-5 А.

Рисунок 9 - Схема принципиальная электрическая модели по одной фазе электрической сети (pA5 выносной амперметр (0-5А) для измерения тока в ДГР или резисторе R1 и настройки смещения нейтрали во всех режимах; pA6 выносной миллиамперметр для контроля настройки нейтрали в нормальном режиме)

Цифровой вольтметр pV1 с пределами измерения 0-500 В с помощью галетного переключателя SA1 осуществляет измерение напряжения на нейтрали и фазах сети.

Цифровые амперметры pA1-pA3 c пределами измерения 0-5 А служат для измерения линейных токов (рис. 8, рис. 10).

Для контроля тока в нейтрали при подключении ДГР или резистора R1, используется выносной амперметр pA5 с пределом измерения 0-5 А, который подключается к гнездам S3-XS4 с помощью прилагаемых соединительных концов. Амперметр pA5 используется также для настройки нейтрали сети в нормальном режиме при существующей несимметрии фазных емкостей сети относительно земли.

Воздушная линия ВЛ1 моделируется с помощью трехфазной нагрузки соединенной в треугольник (R_AB = R_BC = R_CA = 200 Ом; 200 Вт). Фазные емкости сети относительно земли моделируются емкостями

C_фA = C_фB = C_фC = 4 мкФ.

Кабельная линия КЛ1 моделируется при включенном выключателе Q2 с помощью выключателя Q3, который подключает к фазным

емкостям сети ВЛ1 относительно земли емкости величиной 8 мкФ. Таким образом, КЛ1 имеет нагрузку соединенную в треугольник с параметрами R_AB = R_BC = R_CA = 200 Ом; 200 Вт и фазные емкости сети относительно земли C_ф1A = C_ф1B = C_ф1C = 12 мкФ.

Кабельная линия КЛ2 моделируется при включенных выключателях Q2 и Q3 с помощью выключателя Q4, который подключает к фазным емкостям сети КЛ1 относительно земли емкости величиной 1 мкФ, 3 мкФ и 4 мкФ. Таким образом, КЛ2 в этом случае имеет нагрузку соединенную в треугольник с параметрами R_AB = R_BC = R_CA = 200 Ом; 200 Вт и фазные емкости сети относительно земли C_ф2A = 13 мкФ, C_ф2B = 15 мкФ, C_ф2C = 16 мкФ. При отключении выключателя Q3, все фазные емкости сети КЛ2 относительно земли уменьшаются на 8 мкФ. Следовательно КЛ2 позволяет исследовать режимы работы сети при несимметрии фазных емкостей сети относительно земли.

Ток в фазе «А» линии , например, равен

, (18)

где - токи соответствующих фаз нагрузки; - емкостной ток

фазы «А» на землю, - линейный ток фазы «А» без учета емкостного тока.

Рисунок 8 – Схема подключения нагрузки